JP3229720B2 - 液晶表示パネルの駆動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、単純マトリクス型の液
晶表示パネルの駆動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】単純マトリクス型液晶表示パネルの駆動
には、一般に線順次・交流化反転駆動によるマルチプレ
ックス駆動法が採用されている。単純マトリクス型パネ
ルは、アクティブマトリクス型パネルのように各画素が
独立してはいないため、線順次走査によって選択される
選択画素（表示画素）以外の非選択画素（非表示画素）
にも電圧が印加され、画素ごとに印加される電圧実効値
に差が生じる。１つの走査電極Ｘの選択時間と１つのフ
レーム周期との比は、デューティ比と呼ばれる。マルチ
プレックス駆動では、電極のオンオフに関与する波形
は、デューティ比によって定まる一定時間しか印加され
ず、残りの大部分の時間は表示のオンオフとは無関係な
波形が印加される。このため、非選択画素（以下、「オ
フ画素」ということもある）に印加される電圧実効値が
変化し、表示むらやコントラスト比が低下するといった
不具合が生じる。

【０００３】このような不具合を解消してパネルの視認
性を向上させるために、選択画素（以下、「オン画素」
ということもある）と非選択画素とに印加される電圧の
実効値を、表示内容とは無関係にそれぞれ一定化する電
圧平均化法が用いられていることは公知である。電圧平
均化法とは、走査電極と信号電極とに、それぞれ表１に
示されるレベルの選択電圧または非選択電圧と、オン信
号またはオフ信号とを印加して、オン画素とオフ画素に
印加される駆動電圧Ｖｘ（ｘ，ｙ）（ｏｎ／ｏｆｆ）の
レベルを表１に示されている値に保つものである。この
ときのオン画素とオフ画素とに印加される駆動電圧の実
効値はよく知られているように、 Ｖ(ｘ，ｙ)(ｏｎ) ＝ Ｖｏｐ／ａ・〔(ａ²＋Ｎ−１)／Ｎ〕^1/2 …（１） Ｖ(ｘ，ｙ)(ｏｆｆ) ＝ Ｖｏｐ／ａ・〔(ａ²−２)²＋Ｎ−１）／Ｎ〕^1/2 …（２） で表される。ここにＮは走査電極数であり、１／ａはバ
イアス比と呼ばれ駆動にあたって動作電圧Ｖｏｐのレベ
ルとともに予め設定される正の定数である。（ｘ，ｙ）
は画素のマトリクス座標である。なお以下の説明では、
画素に印加される上記の駆動電圧Ｖ（ｘ，ｙ）（ｏｎ）
をオン電圧、Ｖ（ｘ，ｙ）（ｏｆｆ）をオフ電圧という
こともある。

【０００４】

【表１】

【０００５】表１で各電極ともタイミングによって２つ
のレベルがあるのは、交流化反転駆動であることを示
し、記号↑↓はレベルが反転される波形であることを示
す。従来技術では通常１フレームごとに交流化反転駆動
を行わせている。

【０００６】図１は、単純マトリクス型液晶表示パネル
（以下、「パネル」ということがある）１１の構造を模
式的に示す図である。図１では説明簡便化のため、８本
の走査電極Ｘ１〜Ｘ８と４本の信号電極Ｙ１〜Ｙ４とが
示されている。走査電極Ｘ１〜Ｘ８（総称するときは参
照符Ｘを用いる）は、個別に走査電極駆動回路１２に接
続され、走査クロック信号ＣＰに同期した線順次走査に
よって、前記表１に示される選択電圧Ｖｘ１（ｏｎ）〜
Ｖｘ８（ｏｎ）または非選択電圧Ｖｘ１（ｏｆｆ）〜Ｖ
ｘ８（ｏｆｆ）が順次印加される。一方、信号電極Ｙ１
〜Ｙ４（総称するときは参照符Ｙを用いる）は、個別に
信号電極駆動回路１３に接続され、選択された走査電極
Ｘ上の画像表示データに基づいて、オン信号Ｖｙ１（ｏ
ｎ）〜Ｖｙ４（ｏｎ）またはオフ信号Ｖｙ１（ｏｆｆ）
〜Ｖｙ４（ｏｆｆ）が、図示しない電源回路を介して供
給され、個別に印加される。

【０００７】走査電極駆動回路（以下、「Ｘ駆動回路」
という）１２と、信号電極駆動回路（以下、「Ｙ駆動回
路」という）１３の交流化反転動作を制御するために、
交流化反転信号発生回路１から、交流化反転信号Ｍが図
示しない他の制御信号とともにＸ駆動回路１２とＹ駆動
回路１３とに入力される。

【０００８】従来技術による交流化反転信号発生回路１
ａの回路構成を図５のブロック図に示す。図５におい
て、カウンタ２１は、走査クロック信号ＣＰのクロック
パルスを走査電極数Ｎ（ここではＮ＝８）だけカウント
するごとに走査開始信号Ｓ１１を導出し、フレーム切換
のタイミングを図示しない制御部に報知すると同時に、
１／２分周回路２２からは走査開始信号Ｓ１１の２倍周
期のフレームごとに反転する交流化反転信号Ｍ１１が出
力される。

【０００９】再び図１を参照して、ハッチングが付けら
れている８個の画素（ｘ４，ｙ２），（ｘ４，ｙ３），
（ｘ５，ｙ３），（ｘ６，ｙ２），（ｘ６，ｙ３），
（ｘ７，ｙ３），（ｘ８，ｙ２），（ｘ８，ｙ３）をオ
ン画素に想定し、それ以外の画素はオフ画素に想定す
る。このときすべてのオフ画素には、前述の電圧平均化
法によって、式（２）で電極数Ｎ＝８と置いて求められ
るオフ電圧 Ｖ(ｘ，ｙ)(ｏｆｆ) ＝ Ｖｏｐ／ａ・〔(ａ² ＋７)／８〕^1/2 …（３） が印加されている。

【００１０】次に従来技術によるパネル１１の駆動制御
方法に基づく各部の動作を、図１のパネル図と、図６の
波形図とを参照しつつ説明する。図６において図１に対
応する箇所には同一の語句と参照符を付し、図６の右端
には前掲表１に示されている電圧レベルが記入されてい
る。

【００１１】図６（１）〜（３）には、走査クロック信
号ＣＰ、走査開始信号Ｓ１１、交流化反転信号（以下
「反転信号」という）Ｍ１１が、この順で示されてい
る。走査クロック信号ＣＰの８クロック分がパネル４の
１つのフレーム周期に相当し、フレームの終了時刻ｔ
２，ｔ３，…ごとに走査開始信号Ｓ１１が出力され、こ
れに同期してフレームごとに反転する反転信号Ｍ１１が
出力される。

【００１２】図６（４）〜（６）には、走査電極Ｘ１，
Ｘ２，Ｘ３に印加される選択電圧と非選択電圧の波形が
この順に示されている。各走査電極Ｘ１〜Ｘ３には、自
己が選択される期間、すなわち走査クロック信号ＣＰの
１〜３クロックの各クロック期間において、レベルＶｏ
ｐまたは０Ｖの選択電圧Ｖｘ１（ｏｎ），Ｖｘ２（ｏ
ｎ），Ｖｘ３（ｏｎ）がそれぞれ個別に印加され、上記
以外の４〜８クロックの期間ではレベル（１／ａ）Ｖｏ
ｐまたはレベル（１−１／ａ）Ｖｏｐの非選択電圧Ｖｘ
１（ｏｆｆ），Ｖｘ２（ｏｆｆ），Ｖｘ３（ｏｆｆ）が
印加される。前記レベルはいずれも０Ｖを基準としてい
る。１フレームの終了時刻ｔ２で、走査開始信号Ｓ１１
が出力され、反転信号Ｍ１１の極性が反転してフレーム
が切換わり、走査電極Ｘと信号電極Ｙとに印加される波
形が反転し、前回フレームと同一タイミング、同一レベ
ルで線順次走査が続行される。以後の時刻におけるタイ
ミングについても同様である。

【００１３】図６（７）〜（９）には、信号電極Ｙ１，
Ｙ２，Ｙ３に印加されるオン信号とオフ信号の波形がこ
の順に示されている。図１を参照すれば、信号電極Ｙ１
にはオン画素が含まれていないので、時刻ｔ１，ｔ２，
ｔ３，…でフレームが切換わるごとに、レベルが（２／
ａ）Ｖｏｐと（１−２／ａ）Ｖｏｐのオフ信号Ｖｙ１
（ｏｆｆ）が交互に印加される。

【００１４】次の信号電極Ｙ２には、オン画素（ｘ４，
ｙ２），（ｘ６，ｙ２），（ｘ８，ｙ２）が含まれてい
るので、走査電極Ｘ４，Ｘ６，Ｘ８が選択されるタイミ
ング、すなわち走査クロック信号ＣＰの４，６，８クロ
ックの各クロック期間では、レベルが０ＶまたはＶｏｐ
のオン信号Ｖｙ２（ｏｎ）が、その他の期間ではレベル
が（２／ａ）Ｖｏｐまたは（１−２／ａ）Ｖｏｐのオフ
信号Ｖｙ２（ｏｆｆ）が、フレーム切換時に交互に印加
される。

【００１５】その次の信号電極Ｙ３には、オン画素（ｘ
４，ｙ３），（ｘ５，ｙ３），（ｘ６，ｙ３），（ｘ
７，ｙ３），（ｘ８，ｙ３）が連続して含まれているの
で、走査電極Ｘ４〜Ｘ８が選択されるタイミング、すな
わち走査クロック信号ＣＰの４〜８クロックの期間で
は、レベルが０ＶまたはＶｏｐのオン信号Ｖｙ３（ｏ
ｎ）が、その他の期間ではレベルが（２／ａ）Ｖｏｐま
たは（１−２／ａ）Ｖｏｐのオフ信号Ｖｙ３（ｏｆｆ）
が、フレーム切換時に交互に印加されることになる。

【００１６】図６（１０）〜（１２）には、画素（ｘ
２，ｙ１〜ｙ３）に印加される駆動電圧の波形Ｖ（ｘ
２，ｙ１〜ｙ３）（ｏｆｆ）がこの順に例示されてい
る。図１を参照すれば、これらはいずれもオフ画素であ
るから、走査電極Ｘ１〜Ｘ３に印加される選択／非選択
電圧と、信号電極Ｙ１〜Ｙ３に印加されるオン／オフ信
号のレベル変化に対応して、レベルが±（１−２／ａ）
Ｖｏｐまたは±（１／ａ）Ｖｏｐのオフ電圧が印加され
る。これらのオフ電圧の実効値は、いずれも電圧平均化
法によって等しくされている。

【００１７】従来技術ではこのように、パネル１１に印
加される電圧の実効値を等化することによって視認性の
向上が図られているが、しかしながら前述のような駆動
制御方法では、図６（１１）に示されるように、オフ画
素（ｘ２，ｙ２）の電圧切換回数（スイッチング回数）
が、図６（１０），（１２）に示されている他のオフ画
素（ｘ２，ｙ１），（ｘ２，ｙ３）に比べて格段に多く
なる。これは図６（８）に示されているように、信号電
極Ｙ２のフレーム周期内のオンオフ回数が、他の信号電
極Ｙ１，Ｙ３よりも多く、しかも同一フレーム期間内で
同じレベルでオンオフされることによるものである。図
示の波形が完全な方形波であれば実効値に差は生じない
けれども、そのようなことは望み得ず、実際には駆動信
号の歪みなどによって、スイッチング回数の多い図６
（１１）の波形の実効値は、図６（１０），（１２）に
示される他のオフ画素の波形の実効値に比べて低くなる
という不具合が生じる。

【００１８】特に単純Ｘ−Ｙマトリクス型液晶表示パネ
ルに使用される液晶素子がポジティブ型の場合には、一
般に実効電圧が低いほど、駆動周波数が高いほど、電圧
無印加の状態に近付いて透過率が高くなり、コントラス
ト比が低下することが知られている。図６の波形図を参
照すれば、図６（１１）に示されているオフ画素（ｘ
２，ｙ２）は、他の図６（１０），（１２）に示されて
いるオフ画素（ｘ２，ｙ１），（ｘ２，ｙ３）に比べて
透過率が高くなってしまう。このような現象はクロスト
ークとよばれ、単純マトリクス型液晶表示パネルの画質
を劣化させる重大な要因である。前述の駆動制御方法で
は、オフ画素に印加されるオフ電圧の実効値に差が生じ
ることは避けられず、したがってパネルの視認性の改善
向上には一定の限度が存在することになる。

【００１９】このような不具合の解消のために、交流化
反転駆動を、図７に示される交流化反転信号発生回路１
ｂを用いて、フレーム周期とは非同期で行わせる、非同
期型交流化反転駆動法が提案されている。図７の交流化
反転信号発生回路１ｂでは、カウンタ２３によって走査
開始信号Ｓ１１とは無関係な反転信号Ｍ１２が生成され
る。カウンタ２３はたとえば３進カウンタであり、走査
クロック信号ＣＰの３パルスごとのタイミングで反転信
号Ｍ１２が導出される。したがって非同期化の名のとお
り、フレーム期間中、あるいは２つのフレーム期間にま
たがって反転駆動が実行されることになる。なお反転タ
イミングは３クロック以外のカウント数を用いてもよ
い。

【００２０】図８は、非同期型交流化反転駆動法による
各部の波形を示す波形図である。ここでは前掲図１と前
掲図４に対応する箇所には同一の語句と参照符を用い、
図８（１）〜（１２）の配列と、時間軸および電圧軸の
スケールは図５と同一にとっている。図８で示される従
来技術が図５と異なるのは、交流化反転信号Ｍ１２の反
転タイミングが、図８（３）に示されるように、走査ク
ロック信号ＣＰの３クロックごとに置かれ、交流化反転
周期Ｇはフレーム周期Ｆとは非同期で、かつ短縮（Ｇ＜
Ｆ）されていることである。このため図８（８）に示さ
れているように、信号電極Ｙ２のオンオフは、一部が反
転後の期間に繰り込まれることになり、同一レベルでオ
ンオフされることが避けられる。これは図８（８）の波
形をＶｏｐの１／２のレベルＬで折り返せば理解される
であろう。

【００２１】このように、非同期交流化反転信号Ｍ１２
を用いて反転駆動を行う結果、図８（１０）〜（１２）
に示されるように、同じフレーム周期Ｆの期間内で、各
画素に印加されるオフ電圧Ｖ（ｘ２，ｙ１〜ｙ３）（ｏ
ｆｆ）のスイッチング回数の差が少なくなる。すなわち
各画素のスイッチング回数が平均化され、これによって
フレーム周期Ｆの期間内におけるオフ電圧の実効値が同
一化され、視認性が改善されることになる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述の非
同期型交流化反転駆動法では、図８（１０）〜（１２）
に示されているように、オフ電圧の波形は、パネルに表
示される画像のパターン、交流化反転周期Ｇ、デューテ
ィ比などの関係で複雑に変化し、組み合わせによっては
完全な交流にならない場合が生じる。とくに図１に示さ
れる画素（ｘ２，ｙ３）のように、同じ信号電極Ｙ３の
上にオン画素が連続して存在する場合に、駆動電圧波形
の非対称が生じやすく、この場合にはオフ電圧の実効値
は同じ走査電極Ｘ２の上の他のオフ画素（ｘ２，ｙ１）
（ｘ２，ｙ３）よりも高くなる。このため透過率は他の
オフ画素（ｘ２，ｙ１）（ｘ２，ｙ３）よりも低くな
り、したがってはじめに述べた従来技術と同様に、この
場合にも視認性の改善向上には限度があることになる。

【００２３】本発明の目的は、これらの従来技術のもつ
問題点を解消し、各画素のオフ電圧の実効値を、入力さ
れる画像データとは無関係に均一化して、クロストーク
のない、高画質、高視認性の表示を実現するための液晶
表示パネルの駆動制御装置を提供することである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）複数の
走査電極Ｘと複数の信号電極Ｙとが交差し、その交差す
る部分に画素が形成される単純マトリクス型液晶表示パ
ネルと、 （ｂ）走査電極Ｘの線順次走査毎に、各フレーム周期に
８つの走査クロック信号ＣＰを発生する走査クロック信
号発生源と、 （ｃ）走査クロック信号ＣＰに応答して、各フレーム周
期毎に極性が変化する奇偶フレーム弁別信号Ｏ／Ｅを発
生する奇偶フレーム弁別信号発生源２，３と、 （ｄ）奇偶フレーム弁別信号Ｏ／Ｅに応答して、２つの
フレーム毎に極性が変化する２フレーム信号Ｆを発生す
る２フレーム信号発生源４と、 （ｅ）走査クロック信号ＣＰに応答して、各フレーム周
期内で３つの走査クロック信号ＣＰ毎に、極性が変化す
るパルス反転信号Ｈを発生するパルス反転信号発生源
５，６と、 （ｆ）２フレーム信号Ｆと、パルス反転信号Ｈとが与え
られるＥＸ−ＯＲゲート７と、 （ｇ）走査クロック信号ＣＰとＥＸ−ＯＲゲート７の出
力Ｊとに応答し、ＥＸ−ＯＲゲート７の出力Ｊを反転す
るとともに、１フレーム周期遅延された信号Ｋを出力す
るシリアルイン・シリアルアウトのシフトレジスタによ
って実現される反転遅延手段８と、 （ｈ）奇偶フレーム弁別信号Ｏ／Ｅに応答して、奇数フ
レームと偶数フレーム毎に、ＥＸ−ＯＲゲート７の出力
Ｊと反転遅延手段８の出力Ｋとを、選択的に切換え、奇
数フレームｏ１，ｏ３，ｏ５，ｏ７では、ＥＸ−ＯＲゲ
ート７の出力Ｊを導出し、偶数フレームｅ２，ｅ４，ｅ
６では、反転遅延手段８の出力Ｊを導出することによっ
て、交流化反転信号Ｍを生成して導出する選択手段９
と、 （ｉ）交流化反転信号Ｍに応答し、１フレーム期間の８
つの各走査クロック信号ＣＰにそれぞれ対応する走査電
極Ｘ１〜Ｘ８には、交流化反転信号Ｍがローレベルの期
間では、Ｖｏｐであり、交流化反転信号Ｍがハイレベル
の期間では、０Ｖである選択電圧Ｖｘ（ｏｎ）を印加
し、交流化反転信号Ｍはローレベルの期間では、１／ａ
をバイアス比とするとき、（１／ａ）Ｖｏｐであり、交
流化反転信号Ｍがハイレベルの期間では、（１−１／
ａ）Ｖｏｐである非選択電圧Ｖｘ（ｏｆｆ）を印加し、
各走査電極Ｘ１〜Ｘ８に印加される波形は、奇数フレー
ムと偶数フレームで互いに反転する波形となっており、
各信号電極Ｙ１〜Ｙ３には、走査電極Ｘ１〜Ｘ８との交
差部分に存在する表示画素を形成する走査電極が選択さ
れる期間、オン信号Ｖｙ（ｏｎ）を印加し、表示画素を
形成しない走査電極が選択される期間、オフ信号Ｖｙ
（ｏｆｆ）を印加し、オン信号Ｖｙ（ｏｎ）は、交流化
反転信号Ｍがローレベルの期間では、０Ｖであり、交流
化反転信号Ｍがハイレベルの期間では、Ｖｏｐであり、
オフ信号Ｖｙ（ｏｆｆ）は、交流化反転信号Ｍがローレ
ベルの期間では、（２／ａ）Ｖｏｐであり、交流化反転
信号Ｍがハイレベルの期間では、（１−２／ａ）Ｖｏｐ
であり、各信号電極Ｙ１〜Ｙ３に印加される波形は、奇
数フレームと偶数フレームで互いに反転する波形となっ
ている電圧発生手段とを含むことを特徴とする液晶表示
パネルの駆動制御装置である。

【００２５】

【作用】本発明に従えば、複数の走査電極と複数の信号
電極とによって形成されている単純マトリクス型液晶表
示パネルの駆動制御装置であって、線順次走査によって
予め定める周期ごとに順次選択される走査電極と複数の
信号電極とが交差する部分に形成される画素に、画像デ
ータに基づいて駆動電圧を印加して当該表示パネルを駆
動するにあたって、走査クロック信号ＣＰは、各フレー
ム周期に８つ、発生され、前記駆動電圧の波形を、各フ
レーム内で予め定める３つの走査クロック信号ＣＰが与
えられる走査電極数ごとに反転させるとともに、１つの
奇数フレームとそれに続く偶数フレームとで前記駆動電
圧の波形を互いに反転させる。これによって前記走査電
極と前記複数の信号電極との間に印加されるすべての駆
動電圧の波形が完全に正負対称な交流波形に形成され、
これにともなって前記すべての駆動電圧の周波数ならび
にその実効電圧値が均一化され、画素の透過率がほぼ等
しくなって表示される画像の視認性が向上する。特に本
発明では、交流化反転信号Ｍを生成するにあたり、各フ
レーム周期に８つの走査クロックＣＰを発生し、走査ク
ロック信号ＣＰを用いて奇偶フレーム弁別信号Ｏ／Ｅを
発生することによって、２フレーム信号Ｆを発生し、さ
らに前述の走査クロック信号ＣＰの３つ毎に、極性が変
化するパルス反転信号Ｈを発生し、２フレーム信号Ｆと
パルス反転信号ＨとをＥＸ−ＯＲゲート７に与え、この
ＥＸ−ＯＲゲート７の出力Ｊと、そのＥＸ−ＯＲゲート
７の出力Ｊを反転した信号Ｋとを、奇数および偶数の各
フレーム毎に選択的に切換えて、交流化反転信号Ｍを生
成し、これによって走査電極Ｘと信号電極Ｙとに与えら
れる電圧信号Ｖｘ，Ｖｙを作成するようにしたので、単
純マトリクス型液晶表示パネルの走査電極Ｘと信号電極
Ｙとが交差する部分の画素に印加される電圧の変化を上
述のように３つの走査クロック信号ＣＰ毎に行ってスイ
ッチング回数をできるだけ少なくし、各画素に与えられ
る電圧の歪みなどを抑制することができるようになり、
このことは特に単純マトリクス型液晶表示パネルの画質
を向上させるために重要なことであり、しかも画素に
は、本発明によって、ほぼ完全な交流が与えられ、視認
性の改善向上が図られることになる。

【００２６】

【実施例】図１は、単純マトリクス型液晶表示パネルと
その駆動回路の構成を模式的に示すブロック図である。
図１に示される単純マトリクス型液晶表示パネル（以下
「パネル」と略称する）１１では説明簡便化のため、８
本の走査電極Ｘ１〜Ｘ８と４本の信号電極Ｙ１〜Ｙ４と
が示されている。走査電極Ｘ１〜Ｘ８（総称するときは
参照符Ｘを用いる）は、個別に走査電極駆動回路１２に
接続され、走査クロック信号ＣＰに同期した線順次走査
によって、前記表１に示される選択電圧Ｖｘ１（ｏｎ）
〜Ｖｘ８（ｏｎ）または非選択電圧Ｖｘ１（ｏｆｆ）〜
Ｖｘ８（ｏｆｆ）が順次印加される。

【００２７】一方、信号電極Ｙ１〜Ｙ４（総称するとき
は参照符Ｙを用いる）は、個別に信号電極駆動回路１３
に接続され、選択された走査電極Ｘ上の画像表示データ
に基づいて、オン信号Ｖｙ１（ｏｎ）〜Ｖｙ４（ｏｎ）
またはオフ信号Ｖｙ１（ｏｆｆ）〜Ｖｙ４（ｏｆｆ）
が、図示しない電源回路を介して供給され、個別に印加
される。

【００２８】１つの走査電極Ｘが選択されて選択電圧Ｖ
ｘが印加され、同時に１つの信号電極Ｙ３にオン信号Ｖ
ｙが印加されると、交点の画素がオン画素となり、他の
画素はすべてオフ画素となる。図１ではハッチングを付
した画素（ｘ４，ｙ２），（ｘ４，ｙ３），（ｘ５，ｙ
３），…をオン画素として例示している。他はすべてオ
フ画素である。なお以下の説明で、１本の走査電極Ｘを
１ラインと呼ぶことがある。

【００２９】走査電極駆動回路（以下、「Ｘ駆動回路」
という）１２と、信号電極駆動回路（以下「Ｙ駆動回
路」という）１３の交流化反転駆動動作を制御するため
に、交流化反転信号発生回路１から、交流化反転信号Ｍ
が図示しない他の制御信号とともにＸ駆動回路１２とＹ
駆動回路１３とに入力される。

【００３０】本発明において注目すべきは、交流化反転
信号（以下「反転信号」という）Ｍの反転タイミング
を、予め定める走査電極数、すなわちライン数ｎと、フ
レーム周期とで設定するようにしていることである。し
たがって反転信号Ｍは、走査クロック信号ＣＰのｎパル
ス目に反転し、かつフレーム周期ごとに反転する信号で
あり、たとえば図２に示される交流化反転信号発生回路
１で生成される。次に本実施例に使用される交流化反転
信号発生回路１の構成と動作とを、図２のブロック図
と、図３の各部の動作を示す波形図とを参照しつつ説明
する。

【００３１】図２に例示されている交流化反転信号発生
回路１は、２個のカウンタ２，５と３個の分周回路３，
４，６と、ＥＸ−ＯＲゲート７と、シフトレジスタ回路
などで実現される遅延回路８と、２回路アナログスイッ
チなどで実現される選択回路９とを含んで構成されてい
る。図３（１）に示される走査クロック信号ＣＰは、第
１カウンタ２と、第２カウンタ５と、遅延回路８とに入
力される。

【００３２】第１カウンタ２によって走査電極数Ｎ（こ
こではＮ＝８である）ごとに走査開始信号Ｓを出力し、
次段の第１分周回路３でフレームごとに反転する奇数偶
数フレーム弁別信号（以下「奇偶フレーム信号」とい
う）Ｏ／Ｅが生成される。図３（２）に走査開始信号Ｓ
の波形を示し、図３（３）に奇偶フレーム信号Ｏ／Ｅの
波形を示す。奇偶フレーム信号Ｏ／Ｅは、後述する選択
回路９にタイミング信号として入力されるとともに、第
２分周回路４によって、図３（４）に示されている２倍
周期の２フレーム信号Ｆが生成され、ＥＸ−ＯＲゲート
７の一方入力に入力される。なお、走査開始信号Ｓは、
図示しない他の制御回路に対するフレーム切換報知信号
としても使用される。

【００３３】第２カウンタ５に入力される走査クロック
信号ＣＰは、予め定めるライン数ｎに等しいカウント
（ここではｎ＝３にセットされている）ごとに、図３
（５）に示されるパルスＧを出力し、第３分周回路６に
よって図３（６）に示される前記パルスＧごとに反転す
る信号Ｈが生成される。信号Ｈは、次段のＥＸ−ＯＲゲ
ート７によって前記２フレーム信号Ｆとの排他論理和が
とられ、図３（７）に示される信号Ｊが、遅延回路８と
選択回路９とに対して出力される。

【００３４】遅延回路８は、たとえばシリアルイン・シ
リアルアウトのシフトレジスタによって実現され、クロ
ック端子ＣＫに走査クロック信号ＣＰが入力され、デー
タ端子Ｄに前記信号Ｊが入力され、出力端子・バーＱ
（８）から信号Ｋが順次的に出力される。したがって信
号Ｋは図３（８）にも示されているように、信号Ｊの反
転波形であってかつ走査クロック信号ＣＰの８クロック
分すなわち１フレーム分遅延された信号である。換言す
ると、遅延回路８は、走査クロック信号ＣＰに応答し、
その走査クロック信号ＣＰの８つ分にわたる信号Ｊをス
トアして１フレーム周期、すなわち８つの走査クロック
信号ＣＰ分の信号Ｊを反転するとともに遅延して、信号
Ｋを作成、出力し、この遅延回路８は、反転遅延手段を
構成する。説明の便宜上、前記信号Ｊは奇数フレームご
とに番号ｏ１，ｏ３，ｏ５，…を付し、信号Ｋは偶数フ
レームごとに番号ｅ２，ｅ４，ｅ６，…を付す。

【００３５】信号Ｊと信号Ｋとは、たとえば２回路アナ
ログスッチ回路などで実現される選択回路９のデータ端
子Ａ，Ｂに個別に入力され、選択回路９のセレクト端子
Ｃには前記奇偶フレーム信号Ｏ／Ｅが与えられる。これ
によって選択回路９は１フレームごとに、すなわち奇数
フレームと偶数フレームごとに、入力される信号ＪとＫ
とを選択的に切換え、出力端子Ｄからは奇数フレームで
は、奇数番号が付されている信号Ｊ（ｏ１），Ｊ（ｏ
３），…と、偶数フレームでは、偶数番号が付されてい
る信号Ｋ（ｅ２），Ｋ（ｅ４），…とが、図３（９）に
示されているように、奇数フレームとそれに続く偶数フ
レームとで互いに反転する波形の交流化反転信号Ｍとし
て出力される。本発明ではこのように、各フレーム内で
予め定められるライン数ｎ（＝３）ごとに反転し、かつ
奇数フレームとそれに続く偶数フレームとで互いに反転
する波形の交流化反転信号Ｍを用いて走査電極Ｘと信号
電極Ｙとを駆動するのである。

【００３６】図４は、本発明の駆動制御方法による駆動
制御信号の波形を示す波形図である。図４において前掲
図１〜図３に対応するものには同一の参照符を付してあ
る。図４（１）〜（３）には、走査クロック信号ＣＰ
と、奇偶フレーム信号Ｏ／Ｅと、交流化反転信号Ｍとが
この順に示されている。これら３つの信号は、いずれも
前記図３において示されているものであり、時間軸とレ
ベル軸も同じスケールにとってある。なお走査クロック
信号ＣＰの８クロックごとに記されている記号ｆ１，ｆ
２，ｆ３，…は、フレーム番号を示し、ここでは図１に
も示されているように走査電極Ｘ１〜Ｘ８、すなわち８
クロックで１フレームが形成されており、デューティ比
は１／８である。

【００３７】図４（４）〜（６）には、図１に示される
パネル１１の走査電極Ｘ１〜Ｘ３に印加される駆動電圧
である選択電圧Ｖｘ（ｏｎ）と非選択電圧Ｖｘ（ｏｆ
ｆ）の波形がこの順で示されている。図１を参照すれ
ば、上記３本の走査電極Ｘ１〜Ｘ３上には表示画素（オ
ン画素）が存在しないから、各フレーム期間ｆ１，ｆ
２，ｆ３，…とも、走査クロック信号ＣＰの最初の１ク
ロック目では走査電極Ｘ１、次の２クロック目では走査
電極Ｘ２、その次の３クロック目では走査電極Ｘ３にレ
ベルが０ＶまたはＶｏｐの選択電圧Ｖｘ（ｏｎ）がそれ
ぞれ印加され、その他の期間では、レベルが（１／ａ）
Ｖｏｐまたは（１−１／ａ）Ｖｏｐの非選択電圧Ｖｘ
（ｏｆｆ）が印加されることになる。

【００３８】前記選択電圧Ｖｘ（ｏｎ）のレベルは、図
４（３）に示される交流化反転信号Ｍがローレベルの期
間ではＶｏｐであり、交流化反転信号Ｍがハイレベルの
期間では反転して０Ｖである。また非選択電圧Ｖｘ（ｏ
ｆｆ）のレベルは、交流化反転信号Ｍがローレベルの期
間では（１／ａ）Ｖｏｐであり、交流化反転信号Ｍがハ
イレベルの期間では反転して（１−１／ａ）Ｖｏｐであ
る。図４（４）〜（６）からも明らかなように、各走査
電極Ｘに印加される波形はいずれも、奇数フレームとそ
れに続く偶数フレーム（たとえばｆ１−ｆ２，ｆ３−ｆ
４，ｆ５−ｆ６，…）で互いに反転する波形となってい
る。

【００３９】図４（７）〜（９）には、パネル１１の信
号電極Ｙ１〜Ｙ３に印加されるオン信号Ｖｙ（ｏｎ）と
オフ信号Ｖｙ（ｏｆｆ）の波形がこの順で示されてい
る。図１を参照すれば、信号電極Ｙ１上にはオン画素は
存在せず、信号電極Ｙ２は走査電極Ｘ４，Ｘ６，Ｘ８の
交差部分にオン画素が形成され、信号電極Ｙ３は走査電
極Ｘ４〜Ｘ８との交差部分にオン画素が形成されてい
る。

【００４０】したがって信号電極Ｙ１にはフレーム全期
間中同一レベルの、ただし交流化反転信号Ｍと同期して
レベルが反転するオフ信号Ｖｙ１（ｏｆｆ）が印加され
る。また信号電極Ｙ２には、走査電極Ｘ４，Ｘ６，Ｘ８
が選択される期間、すなわち４クロック目と、６クロッ
ク目と、８クロック目とにオン信号Ｖｙ２（ｏｎ）が印
加され、その他の期間ではオフ信号Ｖｙ２（ｏｆｆ）が
印加される。さらに信号電極Ｙ３には、走査電極Ｘ１〜
Ｘ３が選択される期間はオフ信号Ｖｙ３（ｏｆｆ）が印
加され、走査電極Ｘ４〜Ｘ８が選択される期間はオン信
号Ｖｙ３（ｏｎ）が印加される。

【００４１】ここで前記オン信号Ｖｙ（ｏｎ）のレベル
は、交流化反転信号Ｍがローレベルの期間では０Ｖであ
り、交流化反転信号Ｍがハイレベルの期間ではＶｏｐで
ある。またオフ信号Ｖｙ（ｏｆｆ）のレベルは、前記交
流化反転信号Ｍがローレベルの期間では（２／ａ）Ｖｏ
ｐで、交流化反転信号Ｍがハイレベルの期間では（１−
２／ａ）Ｖｏｐである。図４（７）〜（９）からも明ら
かなように、各信号電極Ｙに印加される波形も、前述の
走査電極Ｘに印加される波形と同じように、いずれも奇
数フレームとそれに続く偶数フレームとで、たがいに反
転する波形となっている。

【００４２】図４（１０）〜（１２）には、走査電極Ｘ
２と信号電極Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３とが交差する部分に形成
される画素（ｘ２，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ２，
ｙ３）に印加される駆動電圧Ｖ（ｘ，ｙ）の波形がこの
順で例示されている。図１を参照すれば、これらの画素
はいずれも非表示画素（オフ画素）であり、図４（１
１）に示される画素（ｘ２，ｙ２）を例にとると、印加
される駆動電圧Ｖ（ｘ２，ｙ２）は、図４（５）に示さ
れる選択電圧または非選択電圧Ｖｘ２（ｏｎ／ｏｆｆ）
と、図４（８）に示されるオン信号またはオフ信号Ｖｙ
２（ｏｎ／ｏｆｆ）との差電圧となり、以下のような波
形となる。

【００４３】１フレーム（ｆ１）の１クロック目は、走
査電極Ｘ２と信号電極Ｙ２はともに非選択であり、交流
化反転信号Ｍがローレベルであるとき、駆動電圧Ｖ（ｘ
２，ｙ２）は、 （１／ａ）Ｖｏｐ−（２／ａ）Ｖｏｐ＝−（１／ａ）Ｖｏｐ …（４） である。２クロック目は、走査電極Ｘ２が選択されるか
ら、 Ｖｏｐ−（１−２／ａ）Ｖｏｐ＝（２／ａ）Ｖｏｐ …（５） である。３クロック目は、走査電極Ｘ２と信号電極Ｙ２
はともに非選択だから、 （１／ａ）Ｖｏｐ−（２／ａ）Ｖｏｐ＝−（１／ａ）Ｖｏｐ …（６） である。４クロック目は、信号電極Ｙ２が選択され、交
流化反転信号Ｍは反転してハイレベルとなるから、 （１−１／ａ）Ｖｏｐ−Ｖｏｐ＝−（１／ａ）Ｖｏｐ …（７） である。５クロック目は、ともに非選択だから、 （１−１／ａ）Ｖｏｐ−（１−２／ａ）Ｖｏｐ＝（１／ａ）Ｖｏｐ …（８） である。６クロック目は、信号電極Ｙ２が選択されるか
ら、 （１−１／ａ）Ｖｏｐ−Ｖｏｐ＝−（１／ａ）Ｖｏｐ …（９） である。７クロック目は、ともに非選択であり、交流化
反転信号Ｍが反転してローレベルとなるから、 （１／ａ）Ｖｏｐ−（２／ａ）Ｖｏｐ＝−（１／ａ）Ｖｏｐ …（10） である。８クロック目は、信号電極Ｙ２が選択されるか
ら、 （１／ａ）Ｖｏｐ−０＝（１／ａ）Ｖｏｐ …（11） である。

【００４４】走査電極Ｘに印加される選択／非選択電圧
Ｖｘ（ｏｎ／ｏｆｆ）と、信号電極Ｙに印加されるオン
／オフ信号Ｖｙ（ｏｎ／ｏｆｆ）とは、いずれも０Ｖレ
ベルを基準とするレベルであり、画素をコンデンサと考
えれば対向電極で形成される画素に印加される駆動電圧
Ｖ（ｘ，ｙ）は、これら２つの差電圧となる。２フレー
ムｆ２以下も同様であり、このようにして図４（１
０），（１１），（１２）に示されているように、３個
のオフ画素（ｘ２，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ２，
ｙ３）に印加される駆動電圧Ｖ（ｘ，ｙ）が求められ
る。

【００４５】本発明による駆動制御装置では、このよう
に、予め定めるライン数ｎ（＝３）ごとに反転し、かつ
奇数フレームとそれに続く偶数フレームで互いに反転す
る波形の交流化反転信号Ｍを用いるため、各画素に印加
される駆動電圧の波形は、図４（１０），（１１），
（１２）からも明らかなように、奇数フレームとそれに
続く偶数フレームとで波形が反転し、２フレームの１／
２周期ごとに波形が反転する完全な正負対称交流波形と
なる。

【００４６】さらに画素に印加される駆動電圧の交番回
数すなわちスイッチング回数は、全サイクルを通じて各
画素とも平均化されており、たとえば従来例である図６
（１０）〜（１２）の駆動電圧波形のように、画素によ
って（換言すれば表示パターンによって）、スイッチン
グ回数がまちまちとなり、このためオフ画素に印加され
る電圧の実効値にばらつきが発生し、その結果表示むら
が生じるというような不具合は解消されるのである。す
なわち本発明による駆動制御方法によれば、各画素に印
加される駆動電圧の波形は、表示パターンとは無関係
に、実効値と駆動周波数とがほぼ等しい、完全な正負対
称交流波形となるため、透過率が高くなることが防止さ
れ、電圧平均化法の長所が生かされた、クロストークの
少ない、視認性が向上された高画質の液晶表示パネルが
実現されるのである。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、本発明による液晶表示パ
ネルの駆動制御装置は、予め定める周期の線順次走査に
よって順次選択される走査電極と、複数の信号電極とが
交差する部分に形成される画素に駆動電圧を印加して、
当該表示パネルを駆動するにあたって、予め定める走査
電極数ごとに反転するとともに、１つの奇数フレームと
それに続く偶数フレームとで互いに反転する駆動電圧波
形を生成し、これによって走査電極と信号電極とを駆動
させるようにしたので、前記走査電極と前記複数の信号
電極との間に印加されるすべての駆動電圧の波形は完全
に正負対称な交流波形に形成される。したがって前記す
べての駆動電圧の周波数ならびにその実効電圧値が均一
化され、画素の透過率がほぼ等しくなってクロストーク
の発生が防止されるなど、高画質の液晶表示パネルが実
現される産業上の効果が大きいものである。また本発明
によれば、各フレーム周期に８つの走査クロック信号Ｃ
Ｐを発生し、この走査クロック信号ＣＰに基づき、奇偶
フレーム弁別信号Ｏ／Ｅを発生し、この奇偶フレーム弁
別信号Ｏ／Ｅによって２フレーム信号Ｆを発生し、さら
に各フレーム内で３つの走査クロック信号ＣＰ毎に極性
が反転するパルス反転信号Ｈを発生し、こうして２フレ
ーム信号Ｆとパルス反転信号ＨとをＥＸ−ＯＲゲート７
に与えるとともに、そのＥＸ−ＯＲゲート７の出力Ｊを
反転して１フレーム分遅延した信号Ｋを作成し、ＥＸ−
ＯＲゲート７の出力Ｊと反転出力Ｋとを、奇数フレーム
と偶数フレーム毎に選択的に切換えて交流化反転信号Ｍ
を生成するようにしたので、走査電極Ｘと信号電極Ｙと
の交差する部分の画素に、与えられる電圧のスイッチン
グ回数をできるだけ低減し、しかも完全に交流化された
電圧が与えられることになり、このことは特に、単純マ
トリクス型液晶表示パネルの画質の向上を図るために重
要である。また本発明では、各フレーム周期に８つの走
査クロック信号ＣＰが発生され、パルス反転信号Ｈは、
各フレーム周期内で、８の約数とは異なる３つの走査ク
ロック信号ＣＰごとに極性が変化するように構成され、
これによってＥＸ−ＯＲゲート７の出力Ｊと、その出力
Ｊに対応する反転遅延手段８の出力Ｋとは、順次的に隣
接する奇数フレーム期間内における各走査クロック信号
ＣＰに対応する走査電極Ｘに印加される電圧が周期的に
異なることになり、このことは偶数フレーム期間に関し
ても同様である。したがって走査電極Ｘと信号電極Ｙと
の交差する部分の画素の液晶に印加される電圧が、一対
の奇偶フレーム期間において完全に交流化された電圧で
あるだけでなく、順次的な対を成す奇偶フレーム期間に
おいても、周期的に変化することになり、このことによ
って液晶をさらに長寿命化することができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】単純マトリクス型液晶表示パネルの構造を模式
的に示す図である。

【図２】本発明の駆動制御方法に用いられる交流化反転
信号発生回路の構成を示すブロック図である。

【図３】図２図示の交流化反転信号発生回路の各部の動
作を示す波形図である。

【図４】本発明の駆動制御方法による各部の動作を示す
波形図である。

【図５】従来技術による駆動制御方法に用いられる交流
化反転信号発生回路の構成を示すブロック図である。

【図６】図５図示の交流化反転信号発生回路を用いる駆
動制御方法による各部の動作を示す波形図である。

【図７】他の従来技術による駆動制御方法に用いられる
交流化反転信号発生回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図８】図７図示の交流化反転信号発生回路を用いる駆
動制御方法による各部の動作を示す波形図である。

【符号の説明】

１ 交流化反転信号発生回路 ２ 走査電極駆動回路 ３ 信号電極駆動回路 １１ 単純マトリクス型液晶表示パネル ＣＰ 走査クロック信号 Ｍ 交流化反転信号 Ｏ／Ｅ 奇数／偶数フレーム判別信号 Ｓ 走査開始信号 Ｖｘ１（ｏｎ）〜Ｖｘ８（ｏｎ） 選択電圧 Ｖｘ１（ｏｆｆ）〜Ｖｘ８（ｏｆｆ） 非選択電圧 Ｖｙ１（ｏｎ）〜Ｖｙ４（ｏｎ） オン信号 Ｖｙ１（ｏｆｆ）〜Ｖｙ４（ｏｆｆ） オフ信号 Ｖ（ｘ，ｙ）（ｏｎ） 画素に印加されるオン電圧 Ｖ（ｘ，ｙ）（ｏｆｆ） 画素に印加されるオフ電圧

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09G 3/36 G02F 1/133 545 G09G 3/20 611 G09G 3/20 621

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）複数の走査電極Ｘと複数の信号電
   極Ｙとが交差し、その交差する部分に画素が形成される
   単純マトリクス型液晶表示パネルと、 （ｂ）走査電極Ｘの線順次走査毎に、各フレーム周期に
   ８つの走査クロック信号ＣＰを発生する走査クロック信
   号発生源と、 （ｃ）走査クロック信号ＣＰに応答して、各フレーム周
   期毎に極性が変化する奇偶フレーム弁別信号Ｏ／Ｅを発
   生する奇偶フレーム弁別信号発生源２，３と、 （ｄ）奇偶フレーム弁別信号Ｏ／Ｅに応答して、２つの
   フレーム毎に極性が変化する２フレーム信号Ｆを発生す
   る２フレーム信号発生源４と、 （ｅ）走査クロック信号ＣＰに応答して、各フレーム周
   期内で３つの走査クロック信号ＣＰ毎に、極性が変化す
   るパルス反転信号Ｈを発生するパルス反転信号発生源
   ５，６と、 （ｆ）２フレーム信号Ｆと、パルス反転信号Ｈとが与え
   られるＥＸ−ＯＲゲート７と、 （ｇ）走査クロック信号ＣＰとＥＸ−ＯＲゲート７の出
   力Ｊとに応答し、ＥＸ−ＯＲゲート７の出力Ｊを反転す
   るとともに、１フレーム周期遅延された信号Ｋを出力す
   るシリアルイン・シリアルアウトのシフトレジスタによ
   って実現される反転遅延手段８と、 （ｈ）奇偶フレーム弁別信号Ｏ／Ｅに応答して、奇数フ
   レームと偶数フレーム毎に、ＥＸ−ＯＲゲート７の出力
   Ｊと反転遅延手段８の出力Ｋとを、選択的に切換え、奇
   数フレームｏ１，ｏ３，ｏ５，ｏ７では、ＥＸ−ＯＲゲ
   ート７の出力Ｊを導出し、偶数フレームｅ２，ｅ４，ｅ
   ６では、反転遅延手段８の出力Ｊを導出することによっ
   て、交流化反転信号Ｍを生成して導出する選択手段９
   と、 （ｉ）交流化反転信号Ｍに応答し、 １フレーム期間の８つの各走査クロック信号ＣＰにそれ
   ぞれ対応する走査電極Ｘ１〜Ｘ８には、 交流化反転信号Ｍがローレベルの期間では、Ｖｏｐであ
   り、交流化反転信号Ｍがハイレベルの期間では、０Ｖで
   ある選択電圧Ｖｘ（ｏｎ）を印加し、 交流化反転信号Ｍはローレベルの期間では、１／ａをバ
   イアス比とするとき、（１／ａ）Ｖｏｐであり、交流化
   反転信号Ｍがハイレベルの期間では、（１−１／ａ）Ｖ
   ｏｐである非選択電圧Ｖｘ（ｏｆｆ）を印加し、 各走査電極Ｘ１〜Ｘ８に印加される波形は、奇数フレー
   ムと偶数フレームで互いに反転する波形となっており、 各信号電極Ｙ１〜Ｙ３には、 走査電極Ｘ１〜Ｘ８との交差部分に存在する表示画素を
   形成する走査電極が選択される期間、オン信号Ｖｙ（ｏ
   ｎ）を印加し、表示画素を形成しない走査電極が選択さ
   れる期間、オフ信号Ｖｙ（ｏｆｆ）を印加し、 オン信号Ｖｙ（ｏｎ）は、交流化反転信号Ｍがローレベ
   ルの期間では、０Ｖであり、交流化反転信号Ｍがハイレ
   ベルの期間では、Ｖｏｐであり、 オフ信号Ｖｙ（ｏｆｆ）は、交流化反転信号Ｍがローレ
   ベルの期間では、 （２／ａ）Ｖｏｐであり、交流化反転信号Ｍがハイレベ
   ルの期間では、 （１−２／ａ）Ｖｏｐであり、 各信号電極Ｙ１〜Ｙ３に印加される波形は、奇数フレー
   ムと偶数フレームで互いに反転する波形となっている電
   圧発生手段とを含むことを特徴とする液晶表示パネルの
   駆動制御装置。