JPH04276794A - 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】液晶表示装置は薄型、軽量、低消費電力
という利点を持つ。この利点を生かしてマトリクス型液
晶表示装置がパーソナルワードプロセッサやコンピュー
タの表示部に多く利用されている。このマトリクス型液
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信号電極群と走査電極群として、
間隔を置いて交差するように配置し、これらの間に液晶
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。例えば図４は９×９ドット
のノーマリークローズのマトリクス画面を形成している
。同図において、信号電極Ｘ３　と走査電極Ｙ３　の交
点の画素をＯＦＦにするためには、走査電極Ｙ３　が選
択された時に信号電極Ｘ３　が非選択電位（ＯＦＦレベ
ル）になった場合に限りＯＦＦ状態になり、他の条件で
はＯＮ状態を続けるようにしなければならない。このた
め、図３に示すように、画素Ｘ３　−Ｙ３　をＯＦＦに
する電圧波形を走査電極および信号電極に印加する。こ
こに（ａ）は走査電極駆動手段から出力されるコモンパ
ルス電圧出力波形、（ｂ）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、（ｃ）はこれら
の合成波形である。

【０００４】１フレーム期間が終了して次のフレーム期
間になると、コモンパルス、セグメントパルスともに極
性を反転させる。

【０００５】このような駆動では、ＯＦＦ状態とＯＮ状
態の電圧レベル差を大きくすることができるので、マル
チプレクス駆動による多桁表示に対してクロストークの
少ない表示が得られるが、実際には、表示パターンによ
ってはこのクロストークが十分には消えず、表示が見に
くいという問題がある。

【０００６】例えば図４で信号電極Ｘ３　と走査電極Ｙ
３　〜Ｙ７　との交点の画素、走査電極Ｙ７　と信号電
極Ｘ４　〜Ｘ７　との交点の画素など図上、濃密な斜線
の領域の画素Ｐ１をＯＦＦ状態、その他をＯＮ状態とし
て表示した場合、ＯＮ状態であるべき画素Ｐ２　に走査
電極、、信号電極ごとに程度の異なるクロストークが斜
線領域で示したようなパターンで発生する。このような
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。

【０００７】例えば図５はＯＮ状態とＯＦＦ状態の上下
電極Ｅ１　、Ｅ２間に挟まれた液晶分子ＬＭの状態を示
す。液晶分子は分子軸に平行方向と垂直方向に誘電率の
異方性をもっている。図で示すεａ　とεｂ　であり、
これらはεａ　＞εｂ　の関係がある。この異方性によ
り、液晶分子は印加電圧の電界に応答する。したがって
、電圧の高いＯＮ状態では誘電率の大きい軸（εａ　）
が印加電圧の電界に沿うような状態になり、セル間の静
電容量は大きくなる。

【０００８】一方、ＯＦＦ状態では軸（εｂ　）が印加
電圧の電界に沿うような状態になり、セル間の静電容量
は小さくなる。

【０００９】このときマトリクスの電極から液晶に印加
される電圧波形は、同電極上のＯＮ画素とＯＦＦ画素の
比によってセル間の静電容量の負荷の違いにより受ける
波形なまりの程度が異なる。

【００１０】図５において、電極Ｅ１　、Ｅ２　間に方
形波がかかっている場合、同図に破線で示したように、
ＯＦＦ画素よりも静電容量の大きいＯＮ画素にかかる電
圧の方が波形なまりｒは大きくなる。したがって本来か
かるべき電源電圧に実効値に対して実際に液晶にかかる
電圧の実効値の低下する割合はＯＦＦ画素よりも大きく
なる。さらに、信号電極方向についてみると、上記の他
に同一電極上に表示のＯＮ、ＯＦＦの繰り返しが多数あ
った場合には極性反転ごとに上記のような波形なまりが
加算されるため、ＯＮ、ＯＦＦの少ない信号電極よりも
印加される電圧は低くなり、これもクロストークの原因
となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このようにマルチプレ
クス駆動では、表示パターンに依存したクロストークの
ような表示むらが発生し、表示がみにくくなるという不
都合があった。

【００１２】本発明はこのような不都合を改善し、表示
むらの少ない良好な画像を表示することができる液晶表
示装置を得るものである。

【００１３】［発明の構成］

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、それぞれ複数
の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
晶を位置せしめて画素を形成し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、前記セグメントパルス電圧にＯＮレベルとＯＦＦレ
ベルを与える手段とを有する液晶表示装置において、１
選択期間に対応する１画素分の前記セグメントパルス電
圧出力の波形を、常に前記選択期間内で同期間よりも短
い期間のＯＮレベルと残りの期間のＯＦＦレベルとを設
定する手段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。

【００１５】

【作用】通常の電圧平均化法によるマルチプレクス駆動
では前記した従来技術のように、とくに信号電極方向で
表示パターンに依存して極性反転数が異なることによっ
てクロストークが発生する。

【００１６】これを解消するには、表示パターンによら
ず駆動出力波形の極性反転数が同じにすればよい。本発
明はこの点に着目し、ＯＮ表示を行う場合にも選択期間
内の一定期間はセグメントパルス電圧をＯＦＦレベルに
し、同期間内の残りの期間をＯＮレベルにし、また、逆
にＯＦＦ表示を行う場合にも選択期間内の一定期間はセ
グメントパルス電圧をＯＮレベルにした。

【００１７】以下、図２によって本発明の作用を、図３
で示す従来の波形と対比して説明する。

【００１８】（ａ）は走査電極駆動部から出力され走査
電極例えば図４に示す画素９×９ドットの液晶表示セル
の電極Ｙ３　に給電されるコモンパルス電圧出力であり
、（ｂ）は信号電極駆動部から出力され図４の電極Ｘ３
　に給電されるセグメントパルス電圧出力であり、（ｃ
）はその合成波形である。

【００１９】セグメントパルスは（ｂ）のように、各選
択期間ｔごとにＯＦＦ−ＯＮ−ＯＦＦ−ＯＮ−ＯＮ−Ｏ
Ｎ−ＯＦＦ−ＯＦＦ−ＯＦＦ−ＯＦＦ　のレベルで信号
が付与されている。これらは各選択期間ｔ内に、これよ
りも短期間のＯＮレベル期間ｄｎと、ＯＦＦレベル期間
ｄｆを配置し、かつ、同じレベルが２選択期間以上にま
たがって連続しないように配分している。

【００２０】すなわち、１選択期間にＯＮレベルとＯＦ
Ｆレベルの電位があり、ＯＦＦ信号ではＯＦＦレベル期
間を長く、ＯＮ信号ではＯＮレベル期間を長くとる。

【００２１】かくして、信号電極上に表示パターンに応
じてＯＮ表示、ＯＦＦ表示が連続または交互にどのよう
に現れても極性反転数は常にほぼ同じとなり、その結果
、クロストークを減少させることができる。

【００２２】またパルス幅変調方式を適用して１選択期
間内のＯＮレベルとＯＦＦレベルの時間比を適当に調整
して中間状態をつくり、これによって階調表示を行うこ
とができる。

【００２３】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示すもので、液晶
表示セル１０に走査電極駆動部２０、信号電極駆動部３
０、制御部４０、駆動電圧発生回路５０が接続されてい
る。

【００２４】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Ｙ
１　、Ｙ２　、Ｙ３　、…、垂直方向に延長する電極群
が信号電極群Ｘ１　、Ｘ２　、Ｘ３　…で、その交点で
画素を形成する。

【００２５】セルの基板は各画素すなわちドット数が例
えば６４０×４００ドットの場合、走査電極群の電極本
数は４００本、信号電極群の電極本数は６４０本であり
、各電極は個々に給電端を走査電極駆動部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
給電端、解放端として接続することもある。

【００２６】制御部４０はシフトレジスタ、ラッチ回路
、極性反転回路などで構成され、走査電極駆動部２０か
ら一定の周期で走査電極を駆動するコモンパルス電圧を
発生させ、入力信号を直並列変換して信号電極駆動部３
０から信号電極を駆動するセグメントパルス電圧を出力
させる。

【００２７】駆動電圧発生回路５０は各電極に電極駆動
部のスイッチングに応じて種々の電圧、すなわちコモン
パルス電圧およびセグメントパルス電圧のＯＮレベル、
ＯＦＦレベルの電位をもつ電圧を発生して供給する多重
電源である。

【００２８】同回路５０は制御部４０によって制御され
、走査電極駆動部２０、信号電極駆動部３０に接続され
る。

【００２９】すなわち、回路５０はカウンタ回路を備え
、制御部からのラッチパルスとクロックパルスによって
タイミングをとりながらスイッチングパルスを発生し、
各選択期間ｔ内でＯＮレベルとＯＦＦレベルの電位を電
極駆動部に供給する。

【００３０】１選択期間に一致する周期のラッチパルス
と１ラッチパルス間の１６０クロックパルスによって選
択期間内のセグメントパルス電圧のＯＮレベルとＯＦＦ
レベルの時間比を制御する。

【００３１】すなわち、１選択期間に対応する１ドット
分の出力が行われるごとに、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選択期間ｔが１６
０クロックパルスであるから、例えば最初の１０クロッ
クパルス期間（図２のｄｎ）をＯＮレベルに、残りの１
５０クロックパルス期間（図２のｄｆ）をＯＦＦレベル
にして全体としてＯＦＦレベルの選択期間に設定する。

【００３２】また、１選択期間内で最初の１５０クロッ
クパルスの期間をＯＮレベルにして、残りの１０クロッ
クパルス期間をＯＦＦレベルにすれば、同選択期間をＯ
Ｎレベルに設定できる。

【００３３】このＯＮ／ＯＦＦレベルの比はクロックパ
ルスの配分で簡単に調節でき、液晶表示装置に応じて最
適値に設定することは容易である。またこの比率をパル
ス幅変調することで階調表示を行うことができる。

【００３４】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、走査電極
駆動部（セイコーエプソン製ＳＥＤ１７０３）と信号電
極駆動部（セイコーエプソン製ＳＥＤ１７６６）をＴＡ
Ｂ方式接続して駆動した。デューティ比１／２００、バ
イアス比１／１３、フレーム周波数７０Ｈｚで、種々の
パターンを表示したが、どのパターンでもクロストーク
のほとんど見られない良好な表示が得られた。

【００３５】さらにパルス幅変調方式を適用して上記Ｏ
ＮとＯＦＦの中間状態の信号セグメントパルス電圧波形
を構成し、８階調表示を行ったところ、良好な表示が得
られ、８階調すべてを見分けることができた。

【００３６】この場合、図３に示す従来の駆動波形では
表示パターンによって異なる様々なレベルのクロストー
クが発生し、見にくい表示になった。

【００３７】以上本発明を、実施例でスーパーツイスト
型セルを駆動する場合について述べたが、これに限定さ
れず、他のモードの単純マトリクス型液晶表示装置や２
端子方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置などマ
ルチプレクス駆動を行う液晶表示セルすべてに適用でき
ることはいうまでもない。

【００３８】

【発明の効果】以上、本発明によればクロストークが非
常に少ない良好な表示を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の液晶表示装置の構成図であ
る。

【図２】本発明を説明する波形図である。

【図３】従来技術を説明する波形図である。

【図４】液晶表示画面を説明する平面図である。

【図５】液晶分子の誘電率異方性と波形なまりを説明す
る略図である。

【符号の説明】

１０…液晶表示セル Ｘ１　、Ｘ２　、Ｘ３　…走査電極群 Ｙ１　、Ｙ２　、Ｙ３　…信号電極群 ２０…走査電極駆動部 ３０…信号電極駆動部 ４０…制御部 ５０…駆動電圧発生回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　それぞれ複数の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画素を
   形成し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、前記セグメントパル
   ス電圧にＯＮレベルとＯＦＦレベルを与える手段とを有
   する液晶表示装置において、１選択期間に対応する１画
   素分の前記セグメントパルス電圧出力の波形を、常に前
   記選択期間内で同期間よりも短い期間のＯＮレベルと残
   りの期間のＯＦＦレベルとを設定する手段を具備してな
   ることを特徴とする液晶表示装置