JPH0239194A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はドツトマトリクス型等の液晶表示装置に係り、
特にパルス幅変調により階調表示ができる液晶表示装置
に関する。

（従来の技術） 従来より、液晶表示装置として例えばストライブ状の行
電極群を形成した透明基板と列電極群を形成した透明基
板とを、各電極群が互いに直交するように対向配置させ
、この基板間に液晶層を挟持したいわゆるドツトマトリ
ックス型の液晶表示装置では、電極群の交点部に挟持さ
れた液晶層の光学的変化を利用して所要の表示が行われ
る。

また、階調表示を行う場合には、液晶駆動方式として、
液晶層に印加される実効電圧をパルス幅変調により変化
させて濃淡の表示を行なうパルス幅変調方式が採用され
ている。

このような濃淡の表示を行うには、第６図（ａ）および
（ｂ）に示すように、行電極（走査電極、以下、Ｘ電極
）に印加される走査信号ｙ１、ｙ２、・・・ｙｎ）に同
期して列電極（表示電極、以下、Ｘ電極）に印加される
表示データ信号Ｘの選択時間ｔｐを、走査信号の選択時
間ｔｄ内において変化させる、いわゆるパルス幅変調方
式を用いることによって実現できる。

第６図（Ｃ）は上記パルス幅変調方式において、実際に
液晶層に印加される電圧波形を階調の違いに応じて示し
たものであり、Ｃ１からＣ１６の順に階調の濃い方から
波形を示しである。

さてこのような従来の駆動方式では、以下に述べるよう
な問題点があった。

即ち、第６図に示した液晶駆動電圧波形は理想的な場合
であって実際の各電極に印加される駆動電圧波形は、電
源から液晶層までの抵抗（例えば、ＩＣの出力抵抗、導
電ゴムの接続抵抗、ＩＴＯのリード抵抗等）と液晶層の
静電容量により短波形に歪みが生じる。

第７図は、この理想的な波形と実際に電極に印加される
電圧波形とを示す図で、実線で表わした波形が理想的な
液晶駆動電圧波形を示し、点線波形が実際に印加される
駆動波形を示している。

同図に示すように、例えばある階調で一定の面積の表示
を行なった場合、第７図の（ａ）に示す点線波形となり
、第７図（ｂ）中点線で示したＯ階調である通常２値表
示のＯＦＦ波形に比べて非選択期間の波形の歪みにより
実効値が低くなり、表示が薄くなるという現象を生じる
。

このような現象は各階調で生じるが、このことは階調の
順序が入れ変わることを意味し、しかもそれがパターン
の形状により変化する。

そしてこの現象は高デユーテイ駆動はど著しく、階調表
示を大画面において実現するのを困難にしていた。

この原因は下記の理由によって生じたものである。尚、
説明をｌｌ’ｔ（ｍにするため第８図（ａ）に示すよう
な２×４のマトリクス構造の液晶表示装置を例にして説
明する。

第８図においてｙ１行が同一階調データである場合、こ
の時の各行（ｙ）　　・各列（ｘ）の駆動波形は、第８
図（ｂ）に示すようになる。即ち、各列Ｘ１、ｘ２、ｘ
３、Ｘ４に印加される駆動電圧波形は全く同じものとな
る。

従って各走査時間内におけるＯＮ電圧−ＯＦＦ電圧遷移
時期、例えば図中ａ点において液晶に容量性のスイッチ
ング電流が流れる。しかもスイッチング電流は一行分全
ての交点の容量性電流が同時に流れるのでかなり大きな
ものとなる。

この過度電流によって途中電流経路中の抵抗、例えばＩ
Ｃの出力抵抗、基板と液晶表示部の接続抵抗、液晶表示
部内のＩＴＯの配線抵抗等に電圧西−下が生じ、これが
前述の液晶駆動電圧波形の歪みを引き起こしていた。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように従来のパルス幅変１週方式により階調表
示を行う液晶表示装置では、波形の歪みによる実効電圧
の低下とこの低下量のパターンによる変動が生ずるとい
う問題があり、この問題は液晶の静電容量とＩ　Ｃ’や
リードの抵抗成分に起因するものであることから、大面
積表示、高デユティ表示において顕著な問題となり、階
調表示を大形画面へ適用するのを困難にしていた。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたもの
で、パルス幅変調方式による階調表示を高デユーテイ大
形画面において実現可能な液晶表示装置を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の液晶表示装置は、走査電極群を形成した第１の
基板とこの第１の基板の表示電極に交差する信号電極群
を形成した第２の基板間に液晶層を挟持し、前記走査電
極へ一定の走査期間内に一定の走査電圧を順次シフトさ
れる如く走査信号を印加し、前記表示電極へ前記走査信
号に同期し表示点灯の場合にはＯＮ電圧を、非点灯の場
合にはＯＦＦ電圧を加える表示信号を印加するとともに
この表示信号をパルス幅変調することにより階調表示を
行う液晶表示装置において、前記表示信号のＯＦＦ電圧
よりＯＮ電圧への遷移時期をＯＮ電圧の印加時間を一定
に保ちつつ表示電極のパルス位置に応じて変化させるよ
うに構成したことを特徴とするものである。

また、本発明は、走査電極群と表示電極群を交差して配
置し、前記表示電極群へ印加される表示信号を一走査期
間内にパルス変調することにより階調表示を行う液晶表
示装置において、−走査期間内における表示信号のＯＮ
電圧時間幅を一定に保ちながらＯＮ電圧−ＯＦＦ電圧遷
移時期を時間とともに変化させるように構成したことを
特徴とするものである。

（作　用） 本発明では一走査期間内においてＯＮ電圧のパルス幅を
一定に保ちつつｏＮ−ｏＦＦ遷移時期を時間および列電
極とともに、変化させることで、パルス幅変調方式によ
る階調表示を高デユーテイ大形画面において実現が可能
となる。

（実施例） 以下、本発明の第１の発明による一実施例について図を
参照して説明する。

第１図は本発明を実施するための駆動ＩＣのブロックダ
イヤグラムを示す図である。

ここでは１６階調表示を行う場合を示している。

同図において、階調データをクロックパルスＣＰにより
シフトする例えばｎ段からなるシフトレジスタ１の各段
は、走査期間内シフトレジスタ１のデータを記憶してお
くためのラッチ回路２に夫々接続されており、さらにこ
のｎ段のラッチ回路２は夫々対応するコンパレータ３の
一方の入力側に接続されている。これら各コンパレータ
３は夫々、ラッチのデータに応じ必要な電圧を発生する
アナログスイッチ群４に接続されている。

一方、コンパレータ３の他方の入力側は、夫々１５進カ
ウンタ５、ラッチ回路６を介してｍ進カウンタ７に接続
されている。

このｍ進カウンタ７から予めある走査期間の前の走査期
間に夫々異なった数をラッチ回路６へ記憶させ、走査期
間の初めにラッチ回路６の数を１５進カウンタ５ヘロー
ドし、ＣＰＧパルスでカウントアツプを行う。

またコンパレータ３は、ラッチ回路２に記憶された階調
データと１５進カウンタ５の出力を比較するコンパレー
タであり、このコンパレータ３の出力によりアナログス
イッチ群４の出力をＯＮ電圧からＯＦＦ電圧へと切換え
る働きをする。

このとき１５進カウンタ５には、−走査期間の開始時期
に各表示電極に異った数がロードされであるので、第２
図に示すようにＯＮ電圧−ＯＦＦ電圧の遷移時期は列毎
に異なる時点になる。例えば同図では、Ｘ１電極とＸ２
電極の場合が示しであるが、夫々のカウンタの初期値が
異なるので、パルス幅は同じても０Ｎ−ＯＦＦの遷移時
期は異なることになる。尚、符号８は、電圧発生部であ
る。

このような回路構成とすることより、第３図に示すよう
に、同一階調表示においてＯＮ電圧−〇ＦＦ電圧の遷移
時期が表示電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４毎に異なり、あ
る瞬間の容量性電流は一行分全ての交点によるものでは
無く、より少ない交点によるものだけとなり、例えば本
例の場合ではＹ２−）Ｍ交点によるものだけとなる。

このようにＯＮ電圧−ＯＦＦ電圧遷移時期を列電極に応
じて時間をずらすことで、容量性のスイッチング電流を
走査期間内で分散させてその値を小さくし、結果として
電圧降下を生じる駆動波形の歪みを低減することができ
る。

次に、本発明の第２の発明による一実施例について図を
参照して説明する。

第４図に本発明を実施するための駆動回路の実施例を示
す。

階調データを順にシフトする多数段のシフトレジスタ１
１の格段は夫々、１ライン分のデータがシフトされた時
点でデータを記憶するための複数段のラッチ回路１２に
接続されている。

このラッチ回路１２の各段は夫々ラッチに記憶されたデ
ータと後述するカウンタの出力とを比較するコンパレー
タ１３の一方の入力側に接続されており、さらに各コン
パレータ１３は、該コンパレータ１３の出力と極性反転
信号ＦＲとにより液晶へ実際に何種類かの電圧を切換え
る働きをなすアナログスイッチ群１４に接続されている
。

一方、コンパレータ１３の他方の入力側は、階調に応じ
てパルス幅を変調する際にパルス幅を決めるクロックＣ
ＧＰ１５を介してＣＧＰクロックによりカウントアツプ
するカウンタ１６に接続されている。尚、符号１７は電
圧発生部である。

このような回路構成とすることで、第５図に示すように
、まずカウンタ１５の出力が一様に増加すると、コンパ
レータ１３において、ラッチ回路１２からのデータＣと
比較され、出力ａが得られる。この出力ａによって液晶
にかけるＯＮ電圧とＯＦＦ電圧を制御することによりパ
ルス変調出力を得ることができる。

本発明においてはこのカウンタ１５に各走査期間の開始
時に他のカウンタ１６の出力をロードするようにしであ
る。このことによりカウンタ１５の出力は第５図中すの
ようになる。即ちカウントアツプは走査期間の初めに０
からスタートするのではなく、カウンタ１５によって決
まるある数からスタートすることになる。この結果コン
パレータ１３の出力は第５図（ｃ）のようになりＯＮ電
圧の時間幅は同じだがパルスの位置は変わることになる
。このカウントアツプ開始時の数はカウンタ１６によっ
て時間と共に変化するので、目的の波形を得ることがで
きる。ＦＲはこのようにして得られたパルス幅変調の波
形を極性反転するための信号である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、ＯＮ電圧−ＯＦＦ
電圧の遷移時期における容量性のパルス電流の流れる時
期を各列電極毎に一走査期間内において変え、電流を分
散させることにより駆動用ＩＣの出力抵抗やＩＴＯのリ
ード抵抗等の電圧降下を減少し、液晶駆動電圧波形の歪
みを少くすることができる。従って大画面、高デユーテ
イな液晶表示器においても階調表示を実現できる。

さらに小画面、低デユーティな液晶表示器においても、
本発明を適用することにより駆動用ＩＣの出力抵抗、Ｉ
ＴＯのリード抵抗を従来より大きくすることができる。

また、駆動用ＩＣの出力抵抗、ＩＴＯのシート抵抗を下
げることで、コストの低減が可能になるという効果もあ
る。。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の実施例における駆動ＩＣのブロッ
クダイヤグラム、第２図は実施例における駆動波形発生
方式を説明するための図、第３図は本発明を２×４マト
リクス液晶表示装置に適用した場合の駆動電圧波形を示
す図、第４図は第２の発明の実施例における駆動ＩＣの
ブロックダイヤグラム、第５図は実施例における駆動波
形発生方式を説明するための図、第６図は従来のパルス
幅変調方式による駆動電圧波形を示す図、第７図は従来
のパルス幅変調方式による駆動電圧波形における歪みを
示す図、第８図は従来の２×４マトリクス液晶表示装置
における駆動電圧波形を示す図である。 １・・・・・・・・・シフトレジスタ ２・・・・・・・・・ラッチ回路 ３・・・・・・・・・コンパレータ ４・・・・・・・・・アナログスイッチ群５・・・・・
・・・・１５進カウンタ ６・・・・・・・・・ラッチ回路 ７・・・・・・・・・ｍ進カウンタ ８・・・・・・・・・電圧発生部 １１・・・・・・・・・シフトレジスタ１２・・・・・
・・・・ラッチ回路 １３・・・・・・・・・コンパレータ １４・・・・・・・・・アナログスイッチ群１５・・・
・・・・・・カウンタ １６・・・・・・・・・カウンタ １７・・・・・・・・・電圧発生部 用願人　　　　　　株式会社　東芝 代理人　弁理士　　須　山　佐　− 出力 ｎＦ文 箆 図 算２図 出力 第４図 連５図 算３図 −□−一 辺 懸 一□メ（

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）走査電極群を形成した第１の基板とこの第１の基
   板の表示電極に交差する信号電極群を形成した第２の基
   板間に液晶層を挟持し、前記走査電極へ一定の走査期間
   内に一定の走査電圧を順次シフトされる如く走査信号を
   印加し、前記表示電極へ前記走査信号に同期し表示点灯
   の場合にはＯＮ電圧を、非点灯の場合にはＯＦＦ電圧を
   加える表示信号を印加するとともにこの表示信号をパル
   ス幅変調することにより階調表示を行う液晶表示装置に
   おいて、 前記表示信号のＯＦＦ電圧よりＯＮ電圧への遷移時期を
   ＯＮ電圧の印加時間を一定に保ちつつ表示電極のパルス
   位置に応じて変化させるように構成したことを特徴とす
   る液晶表示装置。
2. （２）走査電極群と表示電極群を交差して配置し、前記
   表示電極群へ印加される表示信号を一走査期間内にパル
   ス変調することにより階調表示を行う液晶表示装置にお
   いて、 一走査期間内における表示信号のＯＮ電圧時間幅を一定
   に保ちながらＯＮ電圧−ＯＦＦ電圧遷移時期を時間とと
   もに変化させるように構成したことを特徴とする液晶表
   示装置。