JPH04274286A - 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］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はマルチプレクス駆動され
るマトリクス型液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マトリクス型液晶表示装置は、２枚の透
明ガラス基板の各対向する内面に酸化インジウム錫など
の透明導電体からなる細条を多数平行に並べたものを電
極群として、間隔を置いて交差するように配置し、これ
ら間に液晶を位置せしめセルを有しており、これら電極
に線順次方式で選択電位か非選択電位のパルス電圧を印
加することにより液晶表示面に画像を形成するものであ
る。

【０００３】液晶への直流電圧の印加は液晶を分解し劣
化するため、液晶セルの駆動は交流電圧波形で行われ、
実際には１フレームごとに駆動電圧の極性を反転するフ
レーム反転法が用いられる。

【０００４】しかしながら、表示パターンに依存して尾
を引くような影が画面に生じるなど表示むらがしばしば
発生する。このため、極性反転の周期を１フレームより
も短縮して走査電極Ｎラインごとの交流化によるＮライ
ン反転法が開発された。しかし、このような反転法によ
る駆動によっても表示むらが依然として発生し、画面の
大型化、階調表示化の要求とともに大きな問題になって
いる。

【０００５】表示むらの原因として、液晶表示セルの電
極細条がもつ電気抵抗や、液晶の静電容量、液晶の誘電
率の異方性および周波数特性が影響していると考えられ
る。

【０００６】図５（ａ）は信号電極駆動手段から出力さ
れるセグメントパルス電圧出力波形を示す。ここで、（
ｂ）に示すように、走査電極駆動手段から出力される電
圧（コモン）が（ａ）に示す１フレーム期間中に非選択
電位としてＶ０とＶ２　の中間電位Ｖ１　を選択電位と
してＶ５　をとり、反転フレーム期間中には選択電位と
してＶ３　とＶ５　の中間電圧Ｖ４　をとったとすれば
、このとき液晶セルに実際に印加される電圧波形は同（
ｃ）のようになる。すなわちコモンパルスが非選択のと
きは各電圧波形のピークは低く、選択電位Ｖ５　のとき
に、高い電圧ｅとなる。信号電極駆動手段から出力され
る電圧Ｖ０　とＶ５　は、画素にＯＮ状態を指定する電
位を示し、Ｖ２　とＶ３　は画素にＯＦＦ状態を指定す
る電位を示す。したがって、表示させたい内容によって
信号電極駆動手段から出力される電圧は図５のように変
化する。

【０００７】しかし信号電極駆動手段から（ａ）のよう
な方形波を印加しても、実際に液晶に印加される電圧波
形は（ｃ）のようにパルス波形が歪み、立上り、立下が
り部分になまり（ラウンディング）ｒを生じる。この量
が電極細条の抵抗や液晶の静電容量による時定数で変化
し、また表示パターンによって極性反転回数が異なって
くるため、なまりの大きさが変わる。なまり部分が液晶
のしきい値電位にかかると、液晶の選択、非選択の状態
を正確に切換えられず、また不十分な切換えとなるため
に実効電圧値が低くなり、表示むらの原因となると考え
られる。

【０００８】しかし、液晶表示セルの電極細条は光透過
性や所要の画素数を確保するために、薄くかつ細く形成
する必要から、その線抵抗を低下させるのに限界があり
、また液晶の静電容量、誘電率の異方性および周波数特
性も固有のものであって、取除くことはできない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は液晶
表示セルに印加する駆動パルスの波形に着目して表示パ
ターンに依存する表示むらを解消する液晶表示装置を得
るものである。

【００１０】［発明の構成］

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、それぞれ複数
平行ラインに形成された走査電極群と信号電極群とを間
隔を置いて対向配置し、少なくともこれらの交点に液晶
を位置せしめてなる液晶表示セルと、前記走査電極群に
接続され周期的にこれら走査電極群を駆動するコモンパ
ルス電圧を出力する走査電極駆動手段と、前記信号電極
群に接続されこれら信号電極群を駆動するセグメントパ
ルス電圧を出力する信号電極駆動手段と、前記コモンパ
ルス電圧とセグメントパルス電圧に選択電位と非選択電
位を与える手段とを有する液晶表示装置において、前記
セグメントパルス電圧出力１ライン分ごとに所定の期間
、選択電位と非選択電位の間の電位に設定する手段と、
少なくとも前記セグメントパルス電圧出力が選択電位と
非選択電位の間の電位にある期間に、前記コモンパルス
電圧出力を非選択電位にする手段とを具備してなること
を特徴とする液晶表示装置を得るものである。

【００１２】

【作用】本発明は、表示むらの原因が、走査電極駆動部
の非選択電位に対して、信号電極駆動部の出力電位の極
性が反転することに関係していることに着目し、極性の
反転とは関係なく１ライン分の出力が行われるごとに所
定の時間（例えば１０クロックの間）、信号電極駆動部
の出力すなわちセグメントパルス電圧電位を選択電位と
非選択電位の間の電位とし、この間の走査電極駆動部の
出力すなわちコモンパルス電圧出力を非選択電位にする
ことによって、反転に伴う駆動波形のなまり等の影響を
表示パターンに関係なくほぼ一定にして、しかも十分な
実効電圧値を得て、表示むらを防止する。

【００１３】すなわち、図３（ａ）および図４（ａ）に
本発明による信号電極駆動部のセグメントパルス電圧出
力波形、図３（ｂ）および図４（ｂ）にコモンパルス電
圧出力波形を、図３（ｃ）および図４（ｃ）に実際に液
晶に印加される電圧波形の一例を、これら波形を図５の
従来波形（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と対比して示す。

【００１４】１ライン分の出力（例えば１６０クロック
）が行われるごとに、例えば出力波形の前半の所定の時
間（例えば１０クロックの間）は信号電極駆動部の出力
電位をその選択電位Ｖ０　（あるいはＶ５　）と非選択
電位Ｖ２　（あるいはＶ３　）の間の電位Ｖ０２（ある
いはＶ３５）とする。この場合、液晶の画素に印加され
る波形は電圧が変化するたびになまりを受けることにな
るので、極性の反転があっても波形のなまりの程度はほ
とんど変化せず、また、駆動波形の周波数成分が表示パ
ターンに依らず一定になるため、表示パターンに依存し
た表示むらを防止できる。

【００１５】電位Ｖ０２およびＶ３５は、それぞれ走査
電極駆動部の非選択電位Ｖ１およびＶ４に同じでも異な
っていてもよいが、同じにすることで電源を信号電極駆
動部、走査電極駆動部ともに共用にして単純化すること
ができる。

【００１６】さて、高いコントラストを得るためには、
選択画素に印加される電圧の実効値Ｖｏｎと非選択画素
に印加される電圧の実効値Ｖｏｆｆ　の比Ｖｏｎ／Ｖｏ
ｆｆ　を可能なかぎり大きくすればよい。ここで言う実
効値とは、電圧の２乗の時間平均の平方根のことである
。これは、図３（選択画素に対応する波形図）と図４（
非選択真画素に対応する波形図）において、図３（ｃ）
および図４（ｃ）の波形の実効値がそれぞれＶｏｎ、Ｖ
ｏｆｆに相当する。

【００１７】この場合、図３および図４に示すように信
号電極駆動部の出力電位がＶ０　（あるいはＶ５　）と
非選択電位Ｖ２　（あるいはＶ３）の間の電位Ｖ０２（
あるいはＶ３５）をとっている時は、走査電極駆動部の
出力波形が非選択電位をとるようにすることにより、Ｖ
ｏｎ／Ｖｏｆｆ　を最大にすることができる。

【００１８】

【実施例】（実施例１）図１は本発明の一実施例の液晶
表示装置の構成図で、液晶表示セル１０に走査電極駆動
部２０、信号電極駆動部３０、電源回路４０および電位
制御回路５０が接続されている。

【００１９】液晶表示セル１０は２枚のガラス基板のそ
れぞれの対向する面に、酸化インジウム錫からなる透明
導電体の細条を多数平行に配列した電極群を形成してお
り、電極の延長方向を相互に直交してマトリクスを形成
するように基板を組み合わせ、その間に液晶を封入した
ものである。水平方向に延長する電極群が走査電極群１
２、垂直方向に延長する電極群が信号電極群１３で、そ
の交点で画素ａ１１、ａ１２、…、ａ２１、ａ２２…を
形成する。

【００２０】セルの基板の大きさをＡ４サイズとすると
、各画素すなわちドットの数は例えば６４０×４００ド
ットである。すなわち、走査電極群１２の電極本数は４
００本、信号電極群１３の電極本数は６４０本であり、
各電極は個々に走査電極駆動部２０または信号電極駆動
部３０に接続される。なお、接続の容易性のために、走
査電極駆動部２０および信号電極駆動部３０をそれぞれ
セルの両側に２分して電極一本置きに交互に接続するこ
ともある。

【００２１】電源回路４０は各電極に駆動部のスイッチ
ングに応じて種々の電圧を提供する多重電源であり、走
査電極駆動部２０、信号電極駆動部３０および電位制御
回路５０に接続される。

【００２２】走査電極駆動部２０は、シフトレジスタ２
１、フレーム反転回路２２および駆動回路アレイ２３か
らなり、１フレーム周期で走査電極の１ラインごとにコ
モンパルス電圧出力を選択電位で出力し、走査電極に印
加する。１つの走査電極に選択電位の電圧が印加される
間は、残りの電極は非選択電位に保持される。

【００２３】一方、信号電極駆動部３０は、シフトレジ
スタ３１、ラッチ回路３２、フレーム反転回路３３およ
び駆動回路アレイ３４からなり、シフトレジスタ３１に
導入された信号情報をラッチ回路３２などを経て直並列
変換して、フレーム反転回路３３および駆動回路アレイ
３４を介してセグメントパルス電圧出力とし、信号電極
群１３の各ラインごとに同時的に印加する。

【００２４】すなわち、画素をＯＮにする場合は選択電
圧とし、ＯＦＦにする場合は非選択電圧とする。これに
より、液晶表示セルの走査電極、信号電極のいずれもが
選択電圧になっている交点の画素がＯＮ状態すなわち選
択画素になり、その他は非選択画素すなわちＯＦＦ状態
になる。

【００２５】図２は本実施例の電源回路４０と電位制御
回路５０の詳細を示すもので、電源回路４０はポテンシ
ョメータ４１とバッファ４２でＶ　０、Ｖ０２、Ｖ１　
、Ｖ２　、Ｖ３　、Ｖ４　、Ｖ３５、Ｖ５　の各電圧を
発生するが、これら電圧はＶ０　が高く、順に低くなり
Ｖ５　が最も低い値をとる。Ｖ０２とＶ３５は調節可能
である。

【００２６】電位制御回路５０は、ラッチパルスＬＰと
クロックパルスＳＣＰとによりタイミングをとりながら
スイッチングパルスＳＰを出力するカウンタ回路５１と
、スイッチングパルスにより電源電位の切換えを行うス
イッチング回路５２からなり、図３に示すように、１ラ
イン分の出力が行われるごとに例えばセグメントパルス
電圧出力波形の前半の所定時間、この場合１ライン分の
出力の時間が１６０クロックとして例えば最初の１０ク
ロックの間は、信号パルス電圧の電位を選択電位Ｖ０　
（反転のときはＶ５　）と非選択電位Ｖ２　（反転のと
きはＶ３　）のほぼ中間の電位Ｖ０２（反転のときはＶ
３５）となるように動作する。

【００２７】すなわち各信号パルス電圧は選択電圧Ｖ０
　（またはＶ５　）、非選択電圧Ｖ２　（またはＶ３　
）ともに１ライン期間の後半のみとなり、前半は選択電
圧Ｖ０　（またはＶ５　）と非選択電圧Ｖ２（またはＶ
３　））の間の電圧Ｖ０２（またはＶ３５）をとりセグ
メントパルス電圧間は上記選択電圧と非選択電圧の間の
電圧で連絡されることになる。

【００２８】一方、コモンパルス電圧の選択電圧は電位
Ｖ０　（あるいはＶ５　）、非選択電圧はＶ１　（ある
いはＶ４　）のパルス波形であり、１ライン分ごとのセ
グメントパルス電圧が上記中間の電位をとる期間に非選
択電位をとる。

【００２９】すなわち、これにより図３（ａ）に示すよ
うな波形が信号電極駆動部から出力され、走査電極電位
を基準にすると、同図（ｂ）のように液晶表示セルの各
画素の電極交点に印加されるパルス波形は１ラインごと
に、なまりの生じた類似形状の波形となる。

【００３０】この波形を図５の従来技術のパルス波形と
比較すると明瞭であるが、各ラインの画素にほぼ同じ波
形の電圧が印加されるため、表示むらが解消または軽減
されることを示している。また、なまりにより生じる各
電極ラインの平均電圧の低下は、セグメントパルス電圧
出力波形が中間の電位をとる間に、対応するラインのコ
モンパルス電位が非選択電位をとることにより、電圧実
効値が十分に確保されることで補償される。。

【００３１】本実施例で、Ａ４サイズ、６４０×４００
ドットのスーパーツイスト形液晶表示セルを駆動した。 走査電極駆動部２０と信号電極駆動部３０は、それぞれ
東芝製Ｔ９８２２，Ｔ９８２１であり、ＴＡＢ方式によ
り液晶表示セルに接続されている。

【００３２】この液晶表示装置をデューティ比１／２０
０、バイアス比１／１５、フレーム周波数７０Ｈｚで、
フレーム反転法を用いてマルチプレクス駆動したところ
、１５：１の高いコントラストで、表示パターンに依存
した表示むらが非常に少ない均一な表示が得られた。

【００３３】また、フレーム間引き方式により１６階調
の信号を入力して表示を行わせたところ、上述の場合と
同様、表示パターンに依存した表示むらが少ない均一な
表示が得られ、１６階調を見分けることができた。

【００３４】（実施例２）実施例１において、セグメン
トパルス電圧用の電位制御回路のタイミングの取り方を
変更し、１ライン分の出力の最初と最後の両方で（１ラ
イン分の出力の時間が１６０クロックとして、５クロッ
ク分ずつ）、信号電極駆動部におけるセグメントパルス
電圧出力電位を信号電極駆動部ＩＣの選択電位Ｖ０　（
あるいはＶ５）と非選択電位Ｖ２　（あるいはＶ３）の
ほぼ中間の電位Ｖ０２（あるいはＶ３５）となるように
動作させ、この中間電位に対応するコモンパルス電圧を
非選択電位Ｖ１（あるいはＶ４）に設定して液晶表示装
置を駆動したところ、実施例１と同様に表示パターンに
依存した表示むらが少ない均一な表示が得られた。

【００３５】（比較例）一方、前記構成からセグメント
パルス電圧の中間電位とこれに合せたコモンパルス電圧
の非選択電位を取り除くパルス波形で駆動すると、表示
パターンに依存した表示むらの発生が大きく、フレーム
間引き方式で、１６階調の信号入力で表示を行わせても
８階調の識別が限度であった。

【００３６】なお、上記実施例では、電位制御回路を信
号電極駆動部と電源回路の間に挿入した場合について述
べたが、電位制御回路の機能を信号電極駆動部や電源回
路などに持たせることもできる。

【００３７】また、従来液晶表示装置では入力電源とし
ては直流電源が用いられていたが、本発明においては、
本発明の駆動波形が得られるように、方形波などの電源
系統を付加しても良い。さらに、上記実施例では、スー
パーツイスト形液晶表示素子を駆動する場合について述
べたが、本発明は特にこれに限定されるものではなく、
他のモードの単純マトリクス型液晶表示素子や二端子方
式のアクティブマトリクス型液晶表示素子などマルチプ
レクス駆動を行う他の液晶表示装置に適用できるもので
ある。

【００３８】その他、本発明はその技術的思想の範囲内
で種々の変形が可能でありることはいうまでもない。

【００３９】

【発明の効果】本発明は表示むらが非常に少ない均一な
表示液晶表示装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の液晶表示装置の構成図であ
る。

【図２】図１の実施例の電源回路と電位制御回路を説明
する回路図である。

【図３】本発明の作用を説明する波形図である。

【図４】本発明の作用を説明する波形図である。

【図５】従来技術を説明する波形図である。

【符号の説明】

１０…液晶表示セル １２…走査電極群 １３…信号電極群 ２０…走査電極駆動部 ３０…信号電極駆動部 ４０…電源回路 ５０…電位制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　それぞれ複数平行ラインに形成された
   走査電極群と信号電極群とを間隔を置いて対向配置し、
   少なくともこれらの交点に液晶を位置せしめてなる液晶
   表示セルと、前記走査電極群に接続され周期的にこれら
   走査電極群を駆動するコモンパルス電圧を出力する走査
   電極駆動手段と、前記信号電極群に接続されこれら信号
   電極群を駆動するセグメントパルス電圧を出力する信号
   電極駆動手段と、前記コモンパルス電圧とセグメントパ
   ルス電圧に選択電位と非選択電位を与える手段とを有す
   る液晶表示装置において、前記セグメントパルス電圧出
   力１ライン分ごとに所定の期間、選択電位と非選択電位
   の間の電位に設定する手段と、少なくとも前記セグメン
   トパルス電圧出力が選択電位と非選択電位の間の電位に
   ある期間に、前記コモンパルス電圧出力を非選択電位に
   する手段とを具備してなることを特徴とする液晶表示装
   置