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JP3229719B2 - Drive circuit for liquid crystal display - Google Patents
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JP3229719B2 - Drive circuit for liquid crystal display - Google Patents

Drive circuit for liquid crystal display

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JP3229719B2
JP3229719B2 JP18155493A JP18155493A JP3229719B2 JP 3229719 B2 JP3229719 B2 JP 3229719B2 JP 18155493 A JP18155493 A JP 18155493A JP 18155493 A JP18155493 A JP 18155493A JP 3229719 B2 JP3229719 B2 JP 3229719B2
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output buffer
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置の駆動回路
に関し、特にドレイン電圧とソース電圧の差が大きい薄
膜トランジスタ(TFT)のシフト電圧(ΔV)の補償
回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving circuit for a liquid crystal display, and more particularly to a compensation circuit for a shift voltage (.DELTA.V) of a thin film transistor (TFT) having a large difference between a drain voltage and a source voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】最初に液晶表示装置の表示部内にTFT
を備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置の回路配
置について考察する。
2. Description of the Related Art First, a TFT is provided in a display portion of a liquid crystal display device.
Consider the circuit arrangement of an active matrix type liquid crystal display device provided with the above.

【0003】図9に液晶表示装置の一般的なドレインド
ライバの回路図を示す。
FIG. 9 shows a circuit diagram of a general drain driver of a liquid crystal display device.

【0004】図9において、ドレインドライバ1は複数
個のインバータとアナログスイッチからなるシフトレジ
スタ2と、アナログスイッチとコンデンサからなるサン
プルホールド3と、一個のインバータからなる出力バッ
ファ4とから構成されている。
In FIG. 9, a drain driver 1 comprises a shift register 2 comprising a plurality of inverters and analog switches, a sample hold 3 comprising analog switches and capacitors, and an output buffer 4 comprising one inverter. .

【0005】ドレインドライバに含まれている各インバ
ータまたは各アナログスイッチは最も簡単な回路で通常
二個の電界効果型トランジスタ(以下FETと称する)
で構成され、インバータは入力がゲートで出力がソー
ス、アナログスイッチは入力がソースで出力がドレイン
である。
[0005] Each inverter or each analog switch included in the drain driver is the simplest circuit and usually has two field effect transistors (hereinafter referred to as FETs).
The inverter has an input as a gate and an output as a source, and the analog switch has an input as a source and an output as a drain.

【0006】サンプルホールド3内のコンデンサに保持
された映像信号Vpは出力バッファ4に表示データ信号
として入力され、同じく出力バッファより液晶パネル5
のドレインライン6に出力信号として出力される。
The video signal Vp held by the capacitor in the sample hold 3 is input to the output buffer 4 as a display data signal.
As an output signal to the drain line 6.

【0007】即ち、出力バッファは液晶パネル5のドレ
インライン6に接続され、液晶パネル内の一対の透明電
極に挟持された液晶7に駆動電圧を印加している。
That is, the output buffer is connected to the drain line 6 of the liquid crystal panel 5 and applies a driving voltage to the liquid crystal 7 held between a pair of transparent electrodes in the liquid crystal panel.

【0008】液晶パネル内で、列状のドレインライン6
と行状のゲートライン8との交点付近にTFT9が設置
され、一行のゲートラインに接続されたTFTが一斉に
導通すると共に各ドレインラインに印加される大きさの
異なる出力信号がTFTから液晶に印加されることによ
って、液晶パネルの任意の表示電極が選択できるように
なっている。
In the liquid crystal panel, a row of drain lines 6
And a row of gate lines 8, a TFT 9 is installed near the intersection, and the TFTs connected to one row of gate lines conduct simultaneously, and output signals of different magnitudes applied to each drain line are applied from the TFT to the liquid crystal. As a result, an arbitrary display electrode of the liquid crystal panel can be selected.

【0009】ところが、出力バッファより液晶表示装置
のドレインラインに印加される出力信号はTFTのゲー
ト・ソース間の寄生容量Cgsによって電圧降下(Δ
V)を生じ、正極性の出力信号と負極性の出力信号の場
合では液晶に印加される電圧波形が異なってしまう。
However, the output signal applied from the output buffer to the drain line of the liquid crystal display device has a voltage drop (Δ) due to the parasitic capacitance Cgs between the gate and the source of the TFT.
V), and the voltage waveform applied to the liquid crystal differs between a positive output signal and a negative output signal.

【0010】図10はそのようなアクティブマトリクス
型液晶表示装置に印加される各種の信号波形図である。
FIG. 10 is a diagram showing various signal waveforms applied to such an active matrix type liquid crystal display device.

【0011】液晶表示装置の選択されたゲートライン
に、一垂直走査期間毎にVghで表される正極性でON
のゲート信号10が印加される一方、動作層がn-型と
なるアモルファスSiあるいは多結晶SiTFTの場
合、選択されなかったゲートラインに、選択された行以
外のTFTをOFFするためにVglで表される十分に
低いOFFのゲート信号が印加される(図10a)。
A selected gate line of the liquid crystal display device is turned on with a positive polarity represented by Vgh every vertical scanning period.
Is applied, while the operating layer is an n - type amorphous Si or polycrystalline Si TFT, an unselected gate line is represented by Vgl to turn off TFTs other than the selected row. A sufficiently low OFF gate signal is applied (FIG. 10a).

【0012】ゲート信号に先行するように一垂直走査期
間毎に対向電極電位11に対して極性反転するドレイン
信号12が液晶パネル内のTFTのドレインに印加され
ている(図10b)。
A drain signal 12 whose polarity is inverted with respect to the counter electrode potential 11 is applied to the drain of the TFT in the liquid crystal panel every one vertical scanning period so as to precede the gate signal (FIG. 10B).

【0013】駆動回路からの信号がTFTのドレインか
らソースに伝達される場合、表示電極が接続されたTF
Tのソースに印加されるソース信号13は、ゲート信号
のOFF時にシフト電圧14と称する電圧降下(ΔV)
を生じるため、対向電極電位に対して片寄る(図10
c)。
When a signal from the drive circuit is transmitted from the drain of the TFT to the source, the TF connected to the display electrode
The source signal 13 applied to the source of T has a voltage drop (ΔV) called a shift voltage 14 when the gate signal is OFF.
, Which is offset with respect to the counter electrode potential (FIG. 10).
c).

【0014】つまり、アクティブマトリクス型液晶表示
装置においては、TFTがオフする瞬間にソース信号は
シフト電圧ΔVだけシフトして、結果として液晶に好ま
しくない直流電圧が印加されてしまう。
That is, in the active matrix type liquid crystal display device, at the moment when the TFT is turned off, the source signal is shifted by the shift voltage ΔV, and as a result, an undesired DC voltage is applied to the liquid crystal.

【0015】シフト電圧ΔVはTFTのゲート・ソース
間の寄生容量Cgsと液晶容量Clcおよび補助容量C
scの間の容量カップリングによるもので、その大きさ
はΔV=Vg×Cgs/(Cgs+Clc+Csc)で
表される(T.Yanagisawa,K.Kasah
ara and M.Kajimura,JapanD
isplay ’86,p192(1986).)。
The shift voltage ΔV is determined by the parasitic capacitance Cgs between the gate and the source of the TFT, the liquid crystal capacitance Clc, and the auxiliary capacitance C.
The magnitude is represented by ΔV = Vg × Cgs / (Cgs + Clc + Csc) (T. Yanagisawa, K. Kasah).
ara and M.S. Kajimura, JapanD
display '86, p192 (1986). ).

【0016】ここで、Vgは走査線の電位の変化量(=
Vgh−Vgl)である。
Here, Vg is the amount of change in the potential of the scanning line (=
Vgh-Vgl).

【0017】上記の式は平衡状態にあるソースと他の電
極との間の電荷量を考察した図11から容易に導き出さ
れる。
The above equation is readily derived from FIG. 11 which considers the amount of charge between the source in equilibrium and the other electrode.

【0018】図中の各記号は、Cは対向電極、SはTF
Tのソース、GはTFTのゲート、SCは補助容量電極
をそれぞれ表している。
In the figures, C is a counter electrode, S is TF
T represents the source, G represents the gate of the TFT, and SC represents the auxiliary capacitance electrode.

【0019】ゲート信号がONの時、ソース15の電位
をVs、ゲート16の電位をVgh、対向電極17の電
位をVcで示すと、対向電極と電気接続された補助容量
電極18の電位VscはVcとなり、始めの電気量Qは
Q=Cgs(Vs−Vgh)+Csc(Vs−Vc)+
Clc(Vs−Vc)で表現される(図11a)。
When the potential of the source 15 is Vs, the potential of the gate 16 is Vgh, and the potential of the counter electrode 17 is Vc when the gate signal is ON, the potential Vsc of the auxiliary capacitance electrode 18 electrically connected to the counter electrode is Vc, and the first electric quantity Q is Q = Cgs (Vs−Vgh) + Csc (Vs−Vc) +
Clc (Vs-Vc) (FIG. 11a).

【0020】次に電源から分離されて変化したソースの
電位をVs’ゲート16の電位をVglとして、ゲート
電圧がOFFの時の電気量Q’はQ’=Cgs(Vs’
−Vgl)+Csc(Vs’−Vc)+Clc(Vs’
−Vc)で表される(図11b)。
Next, when the potential of the source changed from the power supply and changed is Vs 'and the potential of the gate 16 is Vgl, the quantity of electricity Q' when the gate voltage is OFF is Q '= Cgs (Vs'
−Vgl) + Csc (Vs′−Vc) + Clc (Vs ′)
−Vc) (FIG. 11b).

【0021】題意よりQ=Q’となるから、Cgs(V
s−Vs’)+Csc(Vs−Vs’)+Clc(Vs
−Vs’)=Cgs(Vgh−Vgl)+Csc(Vc
−Vc)+Clc(Vc−Vc)と表され、変形すると
ΔV≡Vs−Vs’=Cgs(Vgh−Vgl)/(C
gs+Csc+Clc)が導かれる。
Since Q = Q 'from the meaning, Cgs (V
s−Vs ′) + Csc (Vs−Vs ′) + Clc (Vs
−Vs ′) = Cgs (Vgh−Vgl) + Csc (Vc
−Vc) + Clc (Vc−Vc), and when deformed, ΔV≡Vs−Vs ′ = Cgs (Vgh−Vgl) / (C
gs + Csc + Clc).

【0022】このシフト電圧(ΔV)は映像信号の大き
さによって変化することが知られている。
It is known that the shift voltage (ΔV) changes according to the magnitude of a video signal.

【0023】シフト電圧ΔVが映像信号の大きさによっ
て変化する特性図を図12に示す。
FIG. 12 shows a characteristic diagram in which the shift voltage ΔV changes depending on the magnitude of the video signal.

【0024】図12は、シフト電圧が映像信号Vpの絶
対値|Vp|が大きい場合において小さく、映像信号の
絶対値|Vp|が小さい場合において大きくなることを
示している。
FIG. 12 shows that the shift voltage is small when the absolute value | Vp | of the video signal Vp is large, and becomes large when the absolute value | Vp | of the video signal is small.

【0025】これは、誘電率の異方性Δε=ε‖−ε⊥
が正の液晶を用いた場合、Vsが大きくなるにつれて、
液晶が電界の向きにより平行に揃う結果、Clc=εS
/dの値が増大してシフト電圧ΔVが小さくなると解釈
されている。
This is because the dielectric anisotropy Δε = εε−ε‖
When a positive liquid crystal is used, as Vs increases,
As a result of the liquid crystal being aligned in parallel depending on the direction of the electric field, Clc = εS
It is interpreted that the value of / d increases and the shift voltage ΔV decreases.

【0026】以上のような液晶表示装置の画質及び信頼
性に悪影響を与えるシフト電圧ΔVを小さくするため、
画素電極と重なるように補助容量電極を設けて補助容量
Cstを付加してきた(T.P.Brody,J.A.
Asars,G.D.Dixon,IEEE Tran
s. Electron Devices,ED−2
0,p995〜p1001(1973).)。
In order to reduce the shift voltage ΔV which adversely affects the image quality and reliability of the liquid crystal display device as described above,
An auxiliary capacitance electrode is provided so as to overlap the pixel electrode, and an auxiliary capacitance Cst is added (TP Brody, JA).
Asars, G .; D. Dixon, IEEE Tran
s. Electron Devices, ED-2
0, p995-p1001 (1973). ).

【0027】ゲートラインと画素電極との重畳により補
助容量を設ける構成は、シフト電圧の式の分母を大きく
して、ΔV≒Vg×Cgs/Cstとするものである。
In the configuration in which the storage capacitor is provided by overlapping the gate line and the pixel electrode, the denominator of the equation of the shift voltage is increased so that ΔV ≒ Vg × Cgs / Cst.

【0028】また、画素電極の大きさの割に液晶層の厚
さを薄くするなどして、液晶容量を大きくしてClc>
Cgsとすることも考えられた(特開昭60−1630
91号公報)。
Further, the liquid crystal capacitance is increased by reducing the thickness of the liquid crystal layer for the size of the pixel electrode and the like.
Cgs was also considered (JP-A-60-1630).
No. 91).

【0029】液晶層を薄くして液晶容量Clcを大きく
すると、シフト電圧は、ΔV≒Vg×Cgs/Clcと
液晶の薄さにより抑制される。
When the liquid crystal layer is thinned to increase the liquid crystal capacitance Clc, the shift voltage is suppressed by ΔV ≒ Vg × Cgs / Clc, which is the thickness of the liquid crystal.

【0030】さらに、対向電極信号に適当なバイアス電
圧を加えて、シフト電圧が発生しても液晶に平均して直
流成分が印加されない駆動方法も提供されている(特開
昭61−116392号公報)。
Further, there is provided a driving method in which an appropriate bias voltage is applied to the counter electrode signal so that a DC component is not applied to the liquid crystal on average even when a shift voltage is generated (Japanese Patent Laid-Open No. 61-116392). ).

【0031】この方法はドレイン信号とソース信号との
差であるシフト電圧が直流成分であることに注目して、
対向電極電位をシフト電圧と同一値だけ降下させて、液
晶に直流が印加されないようにしたものである。
This method focuses on the fact that the shift voltage, which is the difference between the drain signal and the source signal, is a DC component.
The counter electrode potential is lowered by the same value as the shift voltage so that no direct current is applied to the liquid crystal.

【0032】一番目と二番目の方法は液晶パネル内の形
状に依存する静電容量Cを変更する方法であり、三番目
の方法は外部電位Vを変更する方法である。
The first and second methods are methods for changing the capacitance C depending on the shape in the liquid crystal panel, and the third method is a method for changing the external potential V.

【0033】本発明は外部電位Vを変更する方法に含ま
れるが、通常、入力と出力が相似な関係に保たれる出力
バッファを敢えて非相似な関係にして出力にバイアス電
圧を持たせたものである。
The present invention is included in a method of changing the external potential V. In general, an output buffer in which the input and the output are maintained in a similar relationship is provided with a bias voltage in the output in a non-similar relationship. It is.

【0034】そこで出力バッファについて従来知られて
いることを以下に簡単に述べることにする。
Therefore, what is conventionally known about the output buffer will be briefly described below.

【0035】一般に出力バッファは入力と出力が対称と
なるように単結晶製のpチャネルFETのゲートの縦横
比(W/L)は単結晶製のnチャネルFETのゲートの
縦横比(W/L)の2.5倍に設定されている。
In general, the output buffer has a gate aspect ratio (W / L) of a single-crystal n-channel FET such that the input and output are symmetrical. ) Is set to 2.5 times.

【0036】第13図にpチャネルとnチャネルの二個
のFETのゲートの縦横比(W/L)を2.5:1にし
た出力バッファの平面図を示す。
FIG. 13 is a plan view of an output buffer in which the aspect ratio (W / L) of the gates of two p-channel and n-channel FETs is 2.5: 1.

【0037】第13図において、Wはゲート幅、Lはゲ
ート長であり、低電圧のGND19が接続されたnチャ
ネルFETのゲートの縦横比(W/L)nは高電圧のV
dd20が接続されたpチャネルFETのゲートの縦横
比(W/L)pの1/2.5に設計されている。
In FIG. 13, W is the gate width, L is the gate length, and the aspect ratio (W / L) n of the gate of the n-channel FET to which the low voltage GND 19 is connected is n the high voltage V
It is designed to be 1 / 2.5 of the aspect ratio (W / L) p of the gate of the p-channel FET to which dd20 is connected.

【0038】正極性または負極性の表示データ信号はi
nへ入力され、インバータによりoutから対向電極電
位に対して負極性または正極性の出力信号が出力され
る。
The display data signal of the positive polarity or the negative polarity is i
n, and an inverter outputs a negative or positive output signal with respect to the counter electrode potential from out.

【0039】立ち下がり21に入った表示データ信号は
+ 型半導体に挟まれたp型半導体の導通に関与し、立
ち上がり22に入った表示データ信号はp+ 型半導体に
挟まれたn型半導体の導通に関与している。
The display data signal entering the fall 21 is involved in conduction of the p-type semiconductor sandwiched between the n + -type semiconductors, and the display data signal entering the rise 22 is the n-type semiconductor sandwiched between the p + -type semiconductors. Are involved in conduction.

【0040】単結晶Siで(W/L)p=2.5(W/
L)nとすると、立ち上がり(Pull−up)と立ち
下がり(Pull−down)のスイッチ速度が等しく
なる。
(W / L) p = 2.5 (W / L)
L) If n , the switch speeds of the rising (Pull-up) and falling (Pull-down) become equal.

【0041】この場合、充電時間となる立ち上がり時間
と放電時間となる立ち下がり時間が等しくなると共に、
入出力曲線は完全に対称となり、インバータは最も高速
になるため、映像パルスの忠実な再生を目指す出力バッ
ファに適用されている。
In this case, the rise time as the charge time and the fall time as the discharge time are equal,
Since the input / output curve is completely symmetrical and the inverter has the highest speed, it is applied to an output buffer aiming at faithful reproduction of a video pulse.

【0042】良く知られているようにFETのチャネル
を流れる電流Iは、ゲート絶縁膜容量Cと反転層移動度
μとの積であるプロセス利得係数Kと、ゲートの縦横比
(W/L)との積に比例することが知られている。即
ち、I∝(μC)×(W/L)となる。
As is well known, the current I flowing through the channel of the FET is represented by a process gain coefficient K, which is a product of the capacitance C of the gate insulating film and the mobility μ of the inversion layer, and an aspect ratio (W / L) of the gate. Is known to be proportional to the product of That is, I∝ (μC) × (W / L).

【0043】ここで、K×(W/L)をトランジスタ利
得定数βと呼ばれている。
Here, K × (W / L) is called a transistor gain constant β.

【0044】トランジスタ利得定数βを用いて表現する
と、素子の速度を最大にする場合、βp=βn(∵(W/
L)p=2.5(W/L)n、Kp=Kn/2.5)とな
る。
Expressing using the transistor gain constant β, when the speed of the element is maximized, β p = β n (∵ (W /
L) p = 2.5 (W / L) n , K p = K n /2.5).

【0045】先に述べたように出力バッファは表示デー
タ信号をドレインラインに忠実に伝達するため、単結晶
Si製のCMOS構成ではpチャネルFETのゲートの
縦横比がnチャネルFETのゲートの縦横比の2.5倍
に設定され、βp=βnとなっている。
As described above, since the output buffer faithfully transmits the display data signal to the drain line, the aspect ratio of the gate of the p-channel FET is the same as the aspect ratio of the gate of the n-channel FET in the CMOS structure made of single crystal Si. Is set to 2.5 times, and β p = β n .

【0046】ここまで、pチャネルFETとnチャネル
FETとを併用するCMOSのインバータについて記述
してきたが、同様にして、デプレッションFETとエン
ハンスメントFETとを利用するNMOSのインバータ
にも適用される。
Although a CMOS inverter using both a p-channel FET and an n-channel FET has been described above, the present invention is similarly applied to an NMOS inverter using a depletion FET and an enhancement FET.

【0047】図14にNMOSの非反転出力バッファの
回路図を示す。
FIG. 14 is a circuit diagram of an NMOS non-inverting output buffer.

【0048】イネーブル信号(Enable)がLの場
合、Viで示される正極性の表示データ信号はエンハン
スメントFETのゲートにON信号、トランスミッショ
ンゲートにOFF信号として印加され、エンハンスメン
トFET23が導通して、トランスミッションゲート2
4が絶縁される。
When the enable signal (Enable) is L, the display data signal of the positive polarity indicated by Vi is applied to the gate of the enhancement FET as an ON signal and to the transmission gate as an OFF signal, and the enhancement FET 23 conducts, and the transmission gate is turned on. 2
4 are insulated.

【0049】そのため、高電圧Vddはエンハンスメン
トFETを通って正極性のドレイン信号Voとして非反
転出力バッファより液晶パネルのドレインラインに印加
される。
Therefore, the high voltage Vdd is applied to the drain line of the liquid crystal panel from the non-inverting output buffer as a positive drain signal Vo through the enhancement FET.

【0050】一方、出力バッファは、出力に接続された
負荷の電圧変動を受け入れなくするため、インバータの
出力を互いに並列に接続して全体の総和のゲートの縦横
比(W/L)が128程度になるように設計される。
On the other hand, the output buffer is connected to the outputs of the inverters in parallel so that the aspect ratio (W / L) of the total sum of the gates is about 128 so as not to accept the voltage fluctuation of the load connected to the output. Designed to be.

【0051】このため、ドレインラインに接続される出
力バッファは極めて、大面積を必要とし、そのFET配
置は工夫がこらされている。
For this reason, the output buffer connected to the drain line requires an extremely large area, and its FET arrangement is devised.

【0052】図15に一本のドレインラインに接続され
る出力バッファ内のFETのゲート配線の平面図を示
す。
FIG. 15 is a plan view of the gate wiring of the FET in the output buffer connected to one drain line.

【0053】図15において、入力は立ち上がり22
(Pull−up)または立ち下がり21(Pull−
down)のゲート配線に入力され、出力が接続部25
(Connections to pad)から取り出
される。
In FIG. 15, the input rises 22
(Pull-up) or falling 21 (Pull-up)
down), and the output is connected to the connection unit 25.
(Connections to pad).

【0054】複数の出力は配線により中心に集積され
て、一つの電極出力として、バンプ26などにより、液
晶パネルのドレインラインに接続される。
A plurality of outputs are centrally integrated by wiring, and are connected to a drain line of a liquid crystal panel as one electrode output by a bump 26 or the like.

【0055】図15に示されるように、立ち上がり(P
ull−up)のゲート配線と、立ち下がり(Pull
−down)のゲート配線は互いに平行に形成されてい
るから、反転インバータ構成にすれば、入力配線は交差
しない。
As shown in FIG. 15, the rising edge (P
(ull-up) gate wiring and falling (Pull-up)
Since the (−down) gate wirings are formed in parallel with each other, the input wirings do not intersect with each other if the inverter configuration is adopted.

【0056】従来は液晶表示装置の形状によって静電容
量Cを変えたり、映像信号VpにバイアスVを加えて対
称な入出力特性の出力バッファに印加してきた。
Conventionally, the capacitance C has been changed according to the shape of the liquid crystal display device, or a bias V has been applied to the video signal Vp and applied to an output buffer having symmetrical input / output characteristics.

【0057】[0057]

【発明が解決しようとする課題】一番目の、画素電極と
重畳する補助容量電極を設けた構成は画素電極の光透過
率が少し減る倶れがあった。
The first configuration in which an auxiliary capacitance electrode overlapping a pixel electrode is provided has a problem that the light transmittance of the pixel electrode is slightly reduced.

【0058】二番目の、液晶容量を大きくするために液
晶層の厚さを薄くする構成は薄い液晶層厚を大面積に渡
って均一にすることが難しい上に、Gooch−Tar
ry曲線(I=sin2[π√(1+u2)/2]/(1
+u2)、u=2dΔn/λ、I:光透過率、d:液晶
層厚、Δn:屈折率の異方性、λ:波長)により光遮断
が困難になる傾向があった。
The second configuration, in which the thickness of the liquid crystal layer is reduced in order to increase the liquid crystal capacity, is difficult to make the thin liquid crystal layer uniform over a large area.
ry curve (I = sin 2 [π√ (1 + u 2 ) / 2] / (1
+ U 2 ), u = 2dΔn / λ, I: light transmittance, d: liquid crystal layer thickness, Δn: refractive index anisotropy, λ: wavelength) tended to make light blocking difficult.

【0059】三番目の、バイアス電圧を加える構成は加
える対象が映像信号の場合、出力バッファ前の回路が複
雑になり、さらに回路間の干渉により信号が変形するこ
とがあった。
In the third configuration in which a bias voltage is applied, when the object to be applied is a video signal, the circuit before the output buffer becomes complicated, and the signal may be deformed due to interference between the circuits.

【0060】本発明は液晶表示装置の駆動回路におい
て、光の制御に支障を来さず、簡単な回路でシフト電圧
ΔVの補償を行うことを目的とする。
An object of the present invention is to provide a drive circuit for a liquid crystal display device which does not hinder light control and compensates for the shift voltage ΔV with a simple circuit.

【0061】[0061]

【課題を解決するための手段】本発明は映像信号を発生
する映像信号回路と、シフトパルスを発生させるシフト
レジスタ若しくはデコーダと、映像信号をサンプリング
して表示データ信号を発生させるサンプルホールドと、
シフトパルス若しくは表示データ信号を増幅し、液晶表
示パネルのラインに出力する出力バッファとを備えた液
晶表示装置の駆動回路において、出力バッファの入出力
特性にゲインをもたせるものである。
According to the present invention, there is provided a video signal circuit for generating a video signal, a shift register or a decoder for generating a shift pulse, a sample and hold for sampling a video signal and generating a display data signal,
In a drive circuit of a liquid crystal display device having an output buffer for amplifying a shift pulse or a display data signal and outputting the amplified signal to a line of a liquid crystal display panel, the input / output characteristics of the output buffer have a gain.

【0062】[0062]

【作用】出力バッファのように出力インピーダンスが極
めて大きいと、出力バッファの前段の回路特性に左右さ
れることが無い。
When the output impedance is extremely large as in the case of the output buffer, it is not affected by the circuit characteristics of the previous stage of the output buffer.

【0063】そのため、シフト電圧を補償する信号が液
晶パネルに最近接して最も効果的に印加されることにな
る。
Therefore, a signal for compensating the shift voltage is applied most effectively to the liquid crystal panel closest to the liquid crystal panel.

【0064】また、最小光透過率Iminの増加する薄
くて間隔制御の難しい液晶パネルやコントラスト(Im
ax/Imin)の低下する大きな補助容量電極の液晶
パネルを用いなくても良い。
In addition, a liquid crystal panel or a contrast (Im) that is thin and difficult to control the interval and has an increased minimum light transmittance Imin.
ax / Imin) may be omitted.

【0065】[0065]

【実施例】図1に本発明の出力バッファの入出力特性図
を示す。
FIG. 1 shows an input / output characteristic diagram of an output buffer according to the present invention.

【0066】図1において、X軸は表示データ信号、Y
軸は出力信号を示しており、小さな表示データ信号に対
して大きな出力信号を出力バッファは出力している。
In FIG. 1, the X axis is a display data signal, and the Y axis is
The axis indicates an output signal, and the output buffer outputs a large output signal for a small display data signal.

【0067】点線は充電時間となるPull−up時間
と放電時間となるPull−down時間が等しくなる
従来の対称な入出力特性直線である。
The dotted line is a conventional symmetrical input / output characteristic line in which the pull-up time as the charging time is equal to the pull-down time as the discharging time.

【0068】これに対して本発明の実施例のaは表示デ
ータ信号が小さくなるにつれて点線で示される対称な入
出力直線から離れて正極性の方向にバイアス電圧27が
大きくなっている。
On the other hand, in the embodiment a of the present invention, as the display data signal becomes smaller, the bias voltage 27 increases in the positive direction away from the symmetrical input / output straight line indicated by the dotted line.

【0069】言い換えれば、表示データ信号Vinに対
して出力信号Voutが一定の傾きで変化して、出力バ
ッファのゲインが一定の直線となっている。
In other words, the output signal Vout changes with a constant gradient with respect to the display data signal Vin, and the gain of the output buffer is a straight line.

【0070】一方、マイナスのゲインを持つbは表示デ
ータ信号が大きくなるにつれて点線で示される対称な入
出力直線から離れ、バイアス電圧の負極性の方向に絶対
値が大きくなる直線となっており、対向電極電位の調整
が必要となる。
On the other hand, b having a negative gain is a straight line whose absolute value increases in the direction of the negative polarity of the bias voltage as the display data signal increases, departing from the symmetrical input / output straight line indicated by the dotted line. Adjustment of the counter electrode potential is required.

【0071】入力信号が表示データ信号の場合、上記の
特性を出力バッファに持たせれば、液晶表示装置に特有
な残像が長くなって発生する画面の焼きつきが低減され
る。
In the case where the input signal is a display data signal, if the above-mentioned characteristics are provided in the output buffer, the image sticking which occurs due to a long afterimage peculiar to the liquid crystal display device is reduced.

【0072】また、液晶表示装置の映像信号の大きさに
合わせて、任意のバイアス電圧を印加することができ
る。
Further, an arbitrary bias voltage can be applied in accordance with the magnitude of the video signal of the liquid crystal display device.

【0073】図2に本発明の出力バッファを形成する二
つのFETの特性図を示す。
FIG. 2 shows a characteristic diagram of two FETs forming the output buffer of the present invention.

【0074】図2の左側において、右下がりの曲線はp
チャネルFETのドレイン電圧電流特性であるp特性2
8、左下がりの曲線はnチャネルFETのドレイン電圧
電流特性であるn特性29を示している。
On the left side of FIG.
P characteristic 2 which is the drain voltage-current characteristic of the channel FET
8, a curve falling to the left indicates an n-characteristic 29 which is a drain voltage-current characteristic of the n-channel FET.

【0075】さらに、pチャネルFETのドレイン飽和
電圧Vsapの値はnチャネルFETのドレイン閾値電
圧Vthnの値より小さくなっている。
Further, the value of the drain saturation voltage Vsap of the p-channel FET is smaller than the value of the drain threshold voltage Vthn of the n-channel FET.

【0076】今、nチャネルFETのゲート閾値電圧V
gthnはVthn=Φms−Qss/C0+2Ψb+
(2ε0εsqNa)1/2(2Ψb)1/2、pチャネルF
ETのゲート閾値電圧VgthpはVthp=−Φms
+Qss/C0−2Ψb−(2ε0εsqNd)
1/2(2Ψa)1/2で表される。
Now, the gate threshold voltage V of the n-channel FET
gthn is Vthn = Φms−Qss / C0 + 2Ψb +
(2ε0εsqNa) 1/2 (2Ψb) 1/2 , p-channel F
The gate threshold voltage Vgthp of ET is Vthp = −Φms
+ Qss / C0-2Ψb- (2ε0εsqNd)
1/2 (2Ψa) It is expressed by 1/2 .

【0077】ここで、Φms:仕事関数差[V]、Qs
s:酸化膜内固定電荷[C]、C0:単位面積当りのゲ
ート酸化膜容量[Fm-2]、Ψb=(kT/q)ln
(Na/ni):半導体基板ポテンシャル[V]、ε
0:真空の誘電率[Fm-1]、εs:半導体の誘電率
[Fm-1]、q:電子の電荷量[C]、Na:アクセプ
タ不純物濃度[m-3]、Nd:ドナー不純物濃度
[m-3]である。
Here, Φms: work function difference [V], Qs
s: fixed charge in oxide film [C], C0: gate oxide film capacity per unit area [Fm −2 ], Δb = (kT / q) ln
(Na / ni): semiconductor substrate potential [V], ε
0: vacuum dielectric constant [Fm -1 ], εs: semiconductor dielectric constant [Fm -1 ], q: electron charge [C], Na: acceptor impurity concentration [m -3 ], Nd: donor impurity concentration [M -3 ].

【0078】薄膜トランジスタを用いた場合はΨb=Ψ
a=0である。
When a thin film transistor is used, Ψb = Ψ
a = 0.

【0079】Qssと不純物の活性率が条件によって変
わるため、レーザアニールしたpチャネルFETでVg
thp=−3V、熱アニールしたpチャネルFETでは
Vgthp=−6Vとなる。
Since Qss and the activity rate of the impurity change depending on the conditions, Vg is determined by the laser-annealed p-channel FET.
thp = −3 V, and Vgthp = −6 V for the thermally annealed p-channel FET.

【0080】同様にレーザアニールしたnチャネルFE
TでVgthn=2V、熱アニールしたnチャネルFE
TではVgthn=1Vとなる。
An n-channel FE similarly laser-annealed
N-channel FE thermally annealed at Vgthn = 2V at T
At T, Vgtn = 1V.

【0081】ゲート電圧が閾値であるときはドレイン電
圧は0Vと言えるから、Vgthnの制御によりVth
nを変化させることができる。
When the gate voltage is at the threshold value, the drain voltage can be said to be 0 V. Therefore, Vth is controlled by controlling Vgthn.
n can be varied.

【0082】一方、ドレイン電流はゲート電圧Vgが一
定のとき、ドレイン電圧Vdがある電圧以上になるとそ
れ以上電流が流れにくくなる。
On the other hand, when the drain voltage Vd exceeds a certain voltage when the gate voltage Vg is constant, it becomes difficult for the drain current to flow any more.

【0083】この電圧が飽和電圧Vsaとなり、nチャ
ネルFETの飽和電圧VsanはVsan=Vg−Φm
s+Qss/C0−2Ψb+(ε0εsqNa/C
2){1−[1+(2C02/ε0εsqNa)(Vg
−Φms+Qss/C0−Vb)]1/2}、pチャネル
FETの飽和電圧VsapはVsan=−Vg+Φms
−Qss/C0+2Ψb−(ε0εsqNd/C02
{ 1−[1+(2C02/ε0εsqNd)(−Vg+
Φms−Qss/C0+Va)]1/2}で表される。
This voltage becomes the saturation voltage Vsa, and the saturation voltage Vsan of the n-channel FET becomes Vsan = Vg-Φm
s + Qss / C0-2Ψb + (ε0εsqNa / C
0 2) {1- [1+ ( 2C0 2 / ε0εsqNa) (Vg
−Φms + Qss / C0−Vb)] 1/2 }, and the saturation voltage Vsap of the p-channel FET is Vsan = −Vg + Φms
-Qss / C0 + 2Ψb- (ε0εsqNd / C0 2)
{1- [1+ (2C0 2 / ε0εsqNd) (- Vg +
Φms-Qss / C0 + Va)] 1/2 }.

【0084】一例として、アクセプタ不純物濃度を低く
することでpチャネルFETの飽和電圧Vsapが小さ
くなる(図2a)。
As an example, lowering the acceptor impurity concentration lowers the saturation voltage Vsap of the p-channel FET (FIG. 2A).

【0085】同様に、Siイオンの注入量を少なくし
て、pチャネル内の結晶核の密度を多くすることでpチ
ャネルFETの閾値電圧Vthpが小さくなる(図2
b)。
Similarly, the threshold voltage Vthp of the p-channel FET is reduced by decreasing the implantation amount of Si ions and increasing the density of crystal nuclei in the p-channel FET (FIG. 2).
b).

【0086】ここまでは入出力特性の変曲点を変える方
式について説明してきたが、次に入出力特性の曲線の傾
きを変える方式を説明する。
Up to this point, the method of changing the inflection point of the input / output characteristics has been described. Next, the method of changing the slope of the curve of the input / output characteristics will be described.

【0087】nチャネルFETのドレイン電圧電流特性
はドレイン電流をId、ドレイン電圧をVd、ソース電
圧Vs=0を基準として、Id=(WμnC0/L)
{[Vg−Φms+Qss/C0−2Ψb]Vd−Vd
2/2−(2γ/3)[(Vd+2Ψb−Vb)3/2
(2Ψb−Vb)3/2]}で表される。
The drain voltage-current characteristics of the n-channel FET are as follows: Id = (WμnC0 / L) with reference to drain current Id, drain voltage Vd, and source voltage Vs = 0.
{[Vg-Φms + Qss / C0-2} b] Vd-Vd
2 / 2− (2γ / 3) [(Vd + 2Ψb−Vb) 3/2
(2 {b−Vb) 3/2 ]}.

【0088】ただし、γ=(2ε0εsqNa)1/2
C0、W:ゲート幅[m]、μn:電子のドリフト移動
度[m2-1-1]、L:ゲート長[m]である。
Where γ = (2ε0εsqNa) 1/2 /
C0, W: gate width [m], μn: electron drift mobility [m 2 V −1 s −1 ], L: gate length [m].

【0089】ドレイン電圧Vdが小さく、半導体基板電
位Vb=0(TFTの場合に相当する)の場合、次の近
似式で表される。
When the drain voltage Vd is small and the semiconductor substrate potential Vb = 0 (corresponding to the case of a TFT), it is expressed by the following approximate expression.

【0090】Id=(WμnC0/L)[(Vg−Vg
thn)Vd−(Vd2/2)] pチャネルFETでもμpとなる以外は式の前項は同じ
になるので、図2のように傾きを緩やかにするにはゲー
ト縦横比W/Lを通常より小さくすれば良い。
Id = (WμnC0 / L) [(Vg−Vg
thn) Vd- (Vd 2/2 )] Since except that the μp any p-channel FET is in the preceding paragraph are the same equation, than normal gate aspect ratio W / L to gentle inclination as shown in FIG. 2 You can make it smaller.

【0091】従来はシリコン単結晶製のCMOS構成の
出力バッファは立上がりと立下がりのスイッチ速度を等
しくさせるため、pチャネルFETのゲート縦横比(W
/L)pをnチャネルFETの(W/L)nの2.5倍と
してきたが、本発明ではpチャネルFETのゲート縦横
比(W/L)pをnチャネルFETの(W/L)nの2倍
とする(図2c)。
Conventionally, a CMOS single-crystal output buffer has a gate aspect ratio (W) of a p-channel FET in order to make the rising and falling switching speeds equal.
/ L) p has been set to 2.5 times (W / L) n of the n-channel FET. In the present invention, the gate aspect ratio (W / L) p of the p-channel FET is changed to (W / L) of the n-channel FET. It is set to twice n (FIG. 2c).

【0092】図2の右側において、右下がりの曲線は入
力信号に対する出力信号の入出力特性30である。
On the right side of FIG. 2, the downward-sloping curve is the input / output characteristic 30 of the output signal with respect to the input signal.

【0093】以上のように設計された出力バッファはp
チャネルFETの飽和電圧Vsapを小さくした場合、
小さな入力信号に対してより大きな正のバイアス信号を
持った出力信号特性が得られる(図2d)。
The output buffer designed as described above has p
When the saturation voltage Vsap of the channel FET is reduced,
An output signal characteristic with a larger positive bias signal for a smaller input signal is obtained (FIG. 2d).

【0094】また、pチャネルFETの閾値電圧Vth
pが小さくなる場合、本発明の出力バッファは大きな入
力信号に対してより大きな負のバイアス信号を持った出
力信号を持った出力信号特性が得られる(図2e)。
Also, the threshold voltage Vth of the p-channel FET
When p is reduced, the output buffer of the present invention has an output signal characteristic with an output signal with a larger negative bias signal for a large input signal (FIG. 2e).

【0095】さらに、前の二つの実施例と異なり、ゲー
ト縦横比(W/L)をβp<βnに設定するとインバータ
のスイッチ点Vinvは0.5Vddより小さくなる。
Further, unlike the previous two embodiments, when the gate aspect ratio (W / L) is set to β pn , the switch point Vinv of the inverter becomes smaller than 0.5 Vdd.

【0096】そこで、変曲点となる点が出力信号の正負
の境界に設定され、正の増幅率が大きく、負の増幅率が
小さくなる(図2f)。
Therefore, a point serving as an inflection point is set on the positive / negative boundary of the output signal, and the positive gain is large and the negative gain is small (FIG. 2F).

【0097】pチャネルFETのゲート縦横比(W/
L)pをnチャネルFETのゲート縦横比(W/L)n
二倍としたCMOSの出力バッファのマスク図を図3に
示す。
The gate aspect ratio (W /
FIG. 3 shows a mask diagram of a CMOS output buffer in which L) p is twice the gate aspect ratio (W / L) n of the n-channel FET.

【0098】図3において、ポリシリコンは入力信号を
入力する入力部と、左半分の立ち下がり21に接続され
たnチャネルFETの短いゲートと、右半分の立ち上が
り22に接続されたpチャネルFETの長いゲートを形
成している。
In FIG. 3, the polysilicon is composed of an input portion for inputting an input signal, a short gate of an n-channel FET connected to a falling edge 21 on the left half, and a p-channel FET connected to a rising edge 22 on the right half. Forming a long gate.

【0099】nチャネルFETはAl製の金属配線によ
りアースに接続されたn+型拡散領域のソースと、p型
半導体領域と、n+型拡散領域のドレインとから構成さ
れている。
[0099] n-channel FET is composed of the source of the n + -type diffusion region connected to the ground by metal wiring made of Al, a p-type semiconductor region, and the drain of the n + -type diffusion region.

【0100】nチャネルFETのドレインとpチャネル
FETのソースは共にAl製の金属配線からなる出力部
により液晶表示パネルの電極と接続されている。
The drain of the n-channel FET and the source of the p-channel FET are both connected to the electrodes of the liquid crystal display panel by an output portion made of metal wiring made of Al.

【0101】pチャネルFETはAl製の金属配線によ
り電源電圧に接続されたp+型拡散領域のソースと、n
ウェルのn型半導体領域と、p+型拡散領域のドレイン
とから構成されている。
The p-channel FET has a source of ap + type diffusion region connected to a power supply voltage by a metal wiring made of Al,
The well includes an n-type semiconductor region of a well and a drain of a p + -type diffusion region.

【0102】pチャネルFETのゲートはゲート幅を長
くするためにn型半導体領域上に屈曲して形成してもよ
い。
The gate of the p-channel FET may be bent on the n-type semiconductor region to increase the gate width.

【0103】単結晶のSiで(W/L)p=2(W/
L)nとすると、βp/βn=0.8となる。
In the case of single crystal Si, (W / L) p = 2 (W / L)
L) If n , β p / β n = 0.8.

【0104】本発明の出力バッファ構成は、nチャネル
FETに比べて、pチャネルFETは素子形成に面積を
必要とするが、通常の出力バッファに比べて面積が小さ
くなる。
According to the output buffer structure of the present invention, the p-channel FET requires an area for element formation as compared with the n-channel FET, but has a smaller area as compared with a normal output buffer.

【0105】このように、本発明ではインバータのスイ
ッチ閾電圧Vinv≠Vdd/2として、非対称とし、
結果として入力に対して出力に変動するバイアスを印加
することでTFTの容量成分に基づくシフト電圧ΔVを
補償している。
As described above, according to the present invention, the switch threshold voltage Vinv ≠ Vdd / 2 of the inverter is asymmetric,
As a result, a shift voltage ΔV based on the capacitance component of the TFT is compensated by applying a bias that fluctuates from the input to the output.

【0106】本発明の出力バッファから液晶パネルのド
レインラインに出力される出力信号によりTFTのソー
ス信号のシフト電圧がどのように相殺されるかを図4に
示す。
FIG. 4 shows how the shift voltage of the source signal of the TFT is offset by the output signal output from the output buffer of the present invention to the drain line of the liquid crystal panel.

【0107】まず、本発明の出力バッファは点線で示さ
れる映像信号31が0Vに近い程、折れ線状の大きな出
力信号32を出力している(図4a)。
First, the output buffer of the present invention outputs a large polygonal output signal 32 as the video signal 31 indicated by the dotted line is closer to 0 V (FIG. 4A).

【0108】次に、液晶の誘電率の異方性Δεが正の場
合、折れ線状のシフト電圧14は0Vに近づくにつれて
電圧降下値が大きくなっている(図4b)。
Next, when the anisotropy Δε of the dielectric constant of the liquid crystal is positive, the voltage drop value of the polygonal shift voltage 14 increases as it approaches 0 V (FIG. 4B).

【0109】そのため、出力バッファの出力信号とシフ
ト電圧ΔVとを映像信号に対して縦軸方向に対称に設定
すると、TFTのソース信号13は映像信号に完全に一
致して直線状になる(図4c)。
Therefore, when the output signal of the output buffer and the shift voltage ΔV are set symmetrically with respect to the video signal in the vertical axis direction, the source signal 13 of the TFT completely matches the video signal and becomes linear (see FIG. 4c).

【0110】結果として、本構成は対向電極電位を変化
させることなく、映像信号の忠実な再生と液晶表示装置
の交流駆動が可能となる。
As a result, this configuration enables faithful reproduction of a video signal and AC driving of the liquid crystal display device without changing the potential of the counter electrode.

【0111】例えば、本発明では、特開昭62−118
29号公報に記述されている、映像信号を正負で異なる
増幅率に設定した後、対向電極電位をシフトさせること
が必要なくなる。
For example, in the present invention,
It is not necessary to shift the potential of the common electrode after the video signal is set to have different positive and negative amplification factors as described in Japanese Patent Publication No. 29-29.

【0112】図5に液晶の誘電率の異方性が正、スイッ
チ点Vinvを入力信号の0Vとし、図2fの動作を行
う出力バッファの曲線状の入出力図を示す。
FIG. 5 shows a curved input / output diagram of the output buffer which performs the operation of FIG. 2f with the anisotropy of the dielectric constant of the liquid crystal being positive, the switch point Vinv being 0 V of the input signal.

【0113】図5において、点線は映像信号31の特
性、折線は出力バッファの出力信号32の特性、一点鎖
線は実質的に液晶に印加される電圧となるソース信号1
3の特性である。
In FIG. 5, the dotted line indicates the characteristic of the video signal 31, the broken line indicates the characteristic of the output signal 32 of the output buffer, and the dashed line indicates the source signal 1 which is substantially the voltage applied to the liquid crystal.
This is the characteristic of No. 3.

【0114】入力信号の大きさが0Vに近い程大きくな
るバイアス電圧により入力信号の大きさが0Vに近い程
大きくなるシフト電圧ΔVが補償されて、映像信号の特
性線とソース信号の特性線が平行になっており、元の映
像信号が忠実に再生されることが分かる。
The bias voltage, which increases as the magnitude of the input signal approaches 0 V, compensates for the shift voltage ΔV, which increases as the magnitude of the input signal approaches 0 V, so that the characteristic line of the video signal and the characteristic line of the source signal are changed. It is clear that the original video signal is reproduced faithfully.

【0115】ここで、CRTはI=KEγ(ガンマγ
=2.5〜3)なる電流Iと電圧E特 性を持つことが
知られている(日本放送協会編、NHKカラーテレビ教
科書上、p235〜236、1983年)。
Here, CRT is I = KEγ (gamma γ
= 2.5 to 3) (Nippon Broadcasting Corporation, NHK Color Television Textbook, pp. 235-236, 1983).

【0116】また、液晶表示装置は液晶への印加電圧に
対して光の透過率がS字状の曲線を描くことも知られて
いるが、本発明の出力バッファの出力信号は表示データ
信号に対して曲線とすることが容易なのでCRT用映像
信号の逆γ補正と液晶表示装置の飽和補正を同時にでき
る。
It is also known that the liquid crystal display device has an S-shaped curve in light transmittance with respect to the voltage applied to the liquid crystal. However, the output signal of the output buffer of the present invention is used as a display data signal. On the other hand, since it is easy to make a curve, inverse gamma correction of the CRT video signal and saturation correction of the liquid crystal display device can be performed at the same time.

【0117】例えば、表示データ信号を一方の極性(片
極性とも呼ぶ)にして、出力バッファの出力を大信号で
抑制すると、液晶表示装置のコントラストを向上させる
ことができる。
For example, when the display data signal is set to one polarity (also referred to as one polarity) and the output of the output buffer is suppressed by a large signal, the contrast of the liquid crystal display device can be improved.

【0118】図6は液晶表示装置で出力バッファの出力
を大信号側で抑制した場合に生じる効果の説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the effect that occurs when the output of the output buffer is suppressed on the large signal side in the liquid crystal display device.

【0119】画素電圧が0のとき、光が透過しにくいN
B方式の液晶パネルの場合、映像信号に対する光透過率
はS字カーブを描く。
When the pixel voltage is 0, N is less likely to transmit light.
In the case of the B-type liquid crystal panel, the light transmittance for a video signal draws an S-shaped curve.

【0120】図示される如く、白飽和のように液晶パネ
ルの画面全体の光透過率が高く、画面が見にくい状態は
図6の白丸から白四角までの間に集中していると考えら
れるから、βp=βn/2として、ドライバの出力を高出
力側で抑制すれば、光透過率は黒丸から黒四角に移動す
る。
As shown in the figure, the light transmittance of the entire screen of the liquid crystal panel is high, as in the case of white saturation, and the state in which the screen is difficult to see is considered to be concentrated between the white circle and the white square in FIG. If β p = β n / 2 and the output of the driver is suppressed on the high output side, the light transmittance moves from a black circle to a black square.

【0121】すると、図6から明らかなように、液晶表
示装置の局所的なコントラストを向上させることができ
る。
Then, as is clear from FIG. 6, the local contrast of the liquid crystal display device can be improved.

【0122】図7に本発明の出力バッファから液晶パネ
ルに印加される各種信号の波形図を示す。
FIG. 7 shows waveform diagrams of various signals applied from the output buffer of the present invention to the liquid crystal panel.

【0123】図7に示されるように液晶パネルのドレイ
ンラインに印加される出力信号32の平均値は対向電極
電位11に対して高電位に保たれている。
As shown in FIG. 7, the average value of the output signal 32 applied to the drain line of the liquid crystal panel is kept higher than the potential 11 of the common electrode.

【0124】ソース信号13は大きな出力信号に対して
あまり低下せず、小さな出力信号に対して大きく低下し
ている。
The source signal 13 does not drop so much for a large output signal, but drops greatly for a small output signal.

【0125】一方、本発明に用いられる出力バッファの
出力部は、Vddに接続される立ち下がりが内周に、G
NDに接続される立ち上がりが外周に配置されるように
しても良い。
On the other hand, the output portion of the output buffer used in the present invention has a falling edge connected to Vdd on the inner circumference,
The rise connected to the ND may be arranged on the outer periphery.

【0126】図8は本発明の出力バッファの出力部の平
面図である。
FIG. 8 is a plan view of the output section of the output buffer according to the present invention.

【0127】図8中で立ち上がり22の外側にpチャネ
ルFETの長いpチャネル33が、立ち下がり21の内
側のnチャネルFETの短いnチャネル34が配置され
ている。
In FIG. 8, a long p-channel FET 33 of a p-channel FET is arranged outside the rising 22 and a short n-channel 34 of an n-channel FET inside the falling 21.

【0128】このように配置するとバンプの中心点をO
として、O点と立ち下がりに接続されたnチャネルFE
Tとの距離Rdが、O点とnチャネルFETの外側に有
る立ち上がりに接続されたpチャネルFETとの距離R
uより小さくなる。
With this arrangement, the center point of the bump is set to O
N-channel FE connected at point O and the falling edge
The distance Rd to the point T is the distance R between the point O and the p-channel FET connected to the rising edge outside the n-channel FET.
smaller than u.

【0129】すると、各FETのチャネルは立ち下がり
または立ち上がりの周囲に形成されているため、互い
に、同一導電型のFET間の距離はバンプの中心点から
の距離に比例させることができ、Ru/Rd=(W/
L)p/(W/L)n(ただし、(W/L)p>(W/
L)n)に設計された出力バッファを高密度に平面内に
充填できるという効果が生じる。
Then, since the channel of each FET is formed around the fall or rise, the distance between the FETs of the same conductivity type can be made proportional to the distance from the center point of the bump. Rd = (W /
L) p / (W / L) n (where (W / L) p > (W /
The effect that the output buffer designed in L) n ) can be filled in the plane at high density is obtained.

【0130】より出力バッファ内のインバータ数を増す
場合、nチャネルFETとpチャネルFETとの間はバ
ンプの中心点Oに対して放射線状に接続される。
When the number of inverters in the output buffer is further increased, the n-channel FET and the p-channel FET are radially connected to the center point O of the bump.

【0131】本発明の構成は単結晶のCMOSのインバ
ータ構成の出力バッファで従来のβ p/βn=1を0.5
≦βp/βn≦0.9程度に設定することで得られるが、
β=μ・C・(W/L)の関係から、多結晶半導体やア
モルファス半導体のように反転層移動度μ(例として多
結晶シリコンの場合、μn=70cm2/V/s、μp
40cm2/V/s)、絶縁層容量Cが小さい場合でも
適用できる。
The structure of the present invention is a single crystal CMOS inverter.
Data output buffer p/ Βn= 1 to 0.5
≤βp/ ΒnIt can be obtained by setting ≤ about 0.9,
From the relationship β = μ · C · (W / L), polycrystalline semiconductors and
Inversion layer mobility μ (for example,
Μ for crystalline siliconn= 70cmTwo/ V / s, μp=
40cmTwo/ V / s), even when the insulation layer capacitance C is small.
Applicable.

【0132】[0132]

【発明の効果】液晶表示パネルの信号線に最も近い出力
バッファの入出力特性を容量に起因するシフト電圧が小
さくなるように調整するので、最適な種々のバイアス電
圧を液晶表示パネルに供給することができ、以て液晶表
示装置のフリッカーや残像を低減して、信頼性と表示品
位を高めることができる。
Since the input / output characteristics of the output buffer closest to the signal lines of the liquid crystal display panel are adjusted so that the shift voltage due to the capacitance is reduced, various optimum bias voltages are supplied to the liquid crystal display panel. Thus, flicker and afterimages of the liquid crystal display device can be reduced, and reliability and display quality can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の出力バッファの入出力電圧特性図であ
る。
FIG. 1 is an input / output voltage characteristic diagram of an output buffer according to the present invention.

【図2】本発明の出力バッファ内のFETの電圧特性図
である。
FIG. 2 is a voltage characteristic diagram of an FET in an output buffer according to the present invention.

【図3】本発明の出力バッファのマスク図である。FIG. 3 is a mask diagram of an output buffer according to the present invention.

【図4】本発明の出力バッファのシフト電圧の相殺の説
明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of cancellation of a shift voltage of an output buffer according to the present invention.

【図5】本発明の出力バッファの曲線状の入出力電圧特
性図である。
FIG. 5 is a curve of input / output voltage characteristics of the output buffer of the present invention.

【図6】本発明の出力バッファを用いる液晶パネルの光
学特性図である。
FIG. 6 is an optical characteristic diagram of a liquid crystal panel using the output buffer of the present invention.

【図7】本発明の出力バッファを用いる液晶パネルの信
号波形図である。
FIG. 7 is a signal waveform diagram of a liquid crystal panel using the output buffer of the present invention.

【図8】本発明の出力バッファの出力部の配置図であ
る。
FIG. 8 is a layout diagram of an output unit of the output buffer according to the present invention.

【図9】ドレインドライバの回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram of a drain driver.

【図10】液晶パネルの信号波形図である。FIG. 10 is a signal waveform diagram of a liquid crystal panel.

【図11】液晶パネルの等価回路図である。FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal panel.

【図12】シフト電圧の特性図である。FIG. 12 is a characteristic diagram of a shift voltage.

【図13】出力バッファのマスク図である。FIG. 13 is a mask diagram of an output buffer.

【図14】非反転出力バッファの回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram of a non-inverting output buffer.

【図15】出力バッファの出力部の配置図である。FIG. 15 is a layout diagram of an output unit of an output buffer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ドレインドライバ 2 シフトレジスタ 3 サンプルホールド 4 出力バッファ 5 液晶パネル 6 ドレインライン 7 液晶 8 ゲートライン 9 TFT 10 ゲート信号 11 対向電極電位 12 ドレイン信号 13 ソース信号 14 シフト電圧 15 ソース 16 ゲート 17 対向電極 18 補助容量電極 19 GND 20 Vdd 21 立ち下がり 22 立ち上がり 23 エンハンスメントFET 24 トランスミッションゲート 25 接続部 26 バンプ 27 バイアス電圧 28 p特性 29 n特性 30 入出力特性 31 映像信号 32 出力信号 33 pチャネル 34 nチャネル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drain driver 2 Shift register 3 Sample hold 4 Output buffer 5 Liquid crystal panel 6 Drain line 7 Liquid crystal 8 Gate line 9 TFT 10 Gate signal 11 Counter electrode potential 12 Drain signal 13 Source signal 14 Shift voltage 15 Source 16 Gate 17 Counter electrode 18 Auxiliary Capacitance electrode 19 GND 20 Vdd 21 Falling 22 Rising 23 Enhancement FET 24 Transmission gate 25 Connection 26 Bump 27 Bias voltage 28 P characteristic 29 n characteristic 30 Input / output characteristic 31 Video signal 32 Output signal 33 p channel 34 n channel

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−155380(JP,A) 特開 平2−231879(JP,A) 特開 平5−165435(JP,A) 特開 平5−64103(JP,A) 特開 平4−257892(JP,A) 特開 平5−19724(JP,A) 特開 平1−167794(JP,A) 特開 平5−45668(JP,A) 特開 平3−280676(JP,A) 特開 平3−89393(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/133 550 G09G 3/36 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-4-155380 (JP, A) JP-A-2-231879 (JP, A) JP-A-5-165435 (JP, A) JP-A-5-165435 64103 (JP, A) JP-A-4-257892 (JP, A) JP-A-5-19724 (JP, A) JP-A-1-167794 (JP, A) JP-A-5-45668 (JP, A) JP-A-3-280676 (JP, A) JP-A-3-89393 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/133 550 G09G 3/36

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 映像信号を発生する映像信号回路と、シ
フトパルスを発生させるシフトレジスタ若しくはデコー
ダと、シフトパルスにより映像信号をサンプリングして
表示データ信号を発生させるサンプルホールドと、表示
データ信号を入力して表示データ信号に対して非対称な
出力信号を発生させる出力バッファと、出力信号を入力
するアクティブマトリクス型液晶パネルとを備えたこと
を特徴とする液晶表示装置の駆動回路。
1. A video signal circuit for generating a video signal, a shift register or a decoder for generating a shift pulse, a sample and hold for sampling a video signal by the shift pulse to generate a display data signal, and inputting a display data signal. A drive circuit for a liquid crystal display device, comprising: an output buffer for generating an output signal asymmetric with respect to a display data signal; and an active matrix type liquid crystal panel for inputting the output signal.
【請求項2】 出力バッファの出力特性に映像信号の大
きさに応じて変動するゲインを持たせたことを特徴とす
る請求項1の液晶表示装置の駆動回路。
2. The driving circuit for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the output characteristics of the output buffer have a gain that varies according to the magnitude of the video signal.
【請求項3】 出力バッファの出力特性に1より大きい
一定のゲインを持たせたことを特徴とする請求項1の液
晶表示装置の駆動回路。
3. A driving circuit for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the output characteristic of the output buffer has a constant gain greater than 1.
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