JPH049816A - 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】 〔概要〕 単純マトリクス構造の液晶パネルを備えた液晶表示装置
に関し、 単純マトリクス駆動の液晶表示装置における輝度むらの
発生を抑えることを目的とし、液晶表示装置を、複数の
データ電極と走査電極とが交差して設けられたマトリク
ス型液晶パネルと、マトリクス型液晶パネルの一辺に露
出する各データ電極の端子に接続し、データ電極に表示
データに応じた電位を与えるデータ電極ドライバと、マ
トリクス型液晶パネルの対向する辺に露出する各走査電
極の端子にそれぞれ接続し、走査電極に選択、非選択電
圧を与える２つの走査電極ドライバと、データドライバ
および走査ドライバの交流化反転を制御するクロストー
ク対策回路とから構成する。なお、走査電極は中央部で
分断されていても良い。そして、データドライバおよび
走査ドライバが、データ電極および走査電極を電圧平均
化法で駆動すると共に、クロストーク対策回路が、正電
圧印加モードで駆動する正極性期間と負電圧印加モード
で駆動する負極性期間とを、２ライン走査する毎に反転
すると共に、２ライン走査毎に行う極性反転をフレーム
毎に９０°ずつ位相をずらして開始させ、かつｎライン
走査毎に１８０°位相をずらすように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は単純マトリクス構造の液晶表示装置に関する。

近年、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の
普及に伴い、その表示装置として大型で消費電力が大き
いＣＲＴに代わり、軽量、薄型で電池駆動も可能な液晶
表示装置の採用が顕著になってきている。液晶表示装置
の駆動方式は単純マトリクス型とアクティブマトリクス
型に大別されるが、アクティブマトリクス型はマトリク
スを構成する各画素に非線型素子が必要であるために製
造が困難であり、現在は表示容量の大きい液晶表示装置
には一般に単純マトリクス構造が採用されている。

ところが、単純マトリクス構造の液晶表示装置では、表
示容量を増やすに従って、その特性上表示パターンで輝
度むら（クロストーク）が生じ、表示状態が劣化するた
めに、この輝度むらをなくすことが望まれている。

〔従来の技術〕

第８図は第６図に示す単純マトリクス構造の液晶パネル
において、そのＸ１列の全ての液晶表示素子にＯで示す
ｒ明ｊ書込みをした時と、Ｘ２列の全ての液晶表示素子
に・で示す「暗」書込みをした時の、液晶パネル駆動波
形である。図において（ａ）はデータ側電圧で、実線は
Ｘ１列の特性、破線はＸ２列の特性であり、ｂ）および
（Ｃ）は走査側電圧のＹ１特性およびＹ２特性、（ｄ）
はセルαの駆動電圧波形（実線）と、セルβの駆動電圧
波形（破線）である。

なお、従来は液晶パネルを第７図に示す電圧平均化法で
駆動しており、第１の周期を１フレームの期間中選択し
、次のフレームで第２の周期を選択したり、何ラインか
毎に第１と第２の周期とを切り換えるものが実用化され
、液晶セルへの直流成分の印加を防止して、液晶パネル
特性を劣化させない高信頼な駆動が実現されている。こ
の第１と第２の周期の切り換えは極性反転、或いは交流
化反転と呼ばれ、その制御信号を極性反転信号と呼ばれ
る。

ところで、この電圧平均化法を用いて液晶パネルの全面
に、第９図のようなパターンを表示した場合を考えてみ
る。このとき、ｙ４行のＸ８列のセルＸＳｒ、、列のセ
ルＹ１及び１５列のセルＺの電圧印加波形は第１０図に
示すようになり、セル印加電圧が正から負、或いは負か
ら正に反転する時、セル波形が鈍ってしまい、その錬り
の回数は表示バタ−ンによって異なる。液晶は実効値応
答であるので、波形が鈍るほど実効電圧に差がつき、表
示パターンにより表示むら（輝度むら）が発生するとい
う問題があった。即ち、第９図の表示パターンで説明す
れば、セルＸが最も明るく、セルＺが最も暗くなり、縞
模様の多い列のｒ明ｊセルはど暗くなるという問題が生
じていた。

そこで、本出願人は電圧平均化法を用い、第１１図に示
すように全てのセルに印加する電圧の反転回数を同じに
できる液晶表示装置の駆動方法を既に提案した（特願昭
６３−２６８３００号）、この方法をは単純マトリクス
型液晶パネルの全面にｒ明ｊ書き込みを行う場合につい
て説明すると、フレームＡとフレームＣにおいてフレー
ム全体の印加電圧の極性を反転するフレーム反転駆動が
行われ、フレームＢとフレームＤにおいて前述のフレー
ム反転に加えて印加電圧の極性を１ライン毎に反転する
ライン反転駆動が行われる。

ところが、この駆動方法では、全面ｒ明Ｊ表示を行った
時、セル印加波形は第１１図から分かるように、２フレ
ーム目（Ｂフレーム）で全てのセルが１ライン選択され
る毎にセルに印加される電圧が変化するため、その時は
電源に大きい負担かかかるという問題があった。また、
フレーム単位で周期的な波形が印加されるため、フリッ
カが生じるなどの問題があった。

そこでこの対策として、本出願人はあるフレームでは偶
数ライン走査毎に交流化反転が行われ、次のフレームで
は奇数ライン走査毎に交流化反転が行われ、全てのセル
の印加波形の極性反転回数を同じにできる液晶パネルの
駆動方法を提案した（特願平１−３０６４１１号）。

〔発明が解決しようとする課題］ ところが、この対策を施した液晶表示装置において全面
ｒ白」表示を行うと、走査ドライバから遠いセルはど輝
度の低下が大きくなるという問題が生じた。これを第１
２図を用いて説明する。

第１２図（ａ）のように液晶パネルの全面に「白」の表
示を行い、Ｙ２ラインを走査する時刻ｔｌ　とＹ３ライ
ンを走査する時刻Ｌ２の間、即ち、Ｙ　ｚ　、　Ｙ　３
ラインを走査する時に交流反転化を行うと、非走査ライ
ンであるＹ、に印加される波形とデータ電極波形は第１
２図（Ｃ）のようになる。液晶パネルは等価的に第１２
図（ｂ）のように表されるので、交流化反転時の各セル
上の走査電極波形は同時に多数変化するデータ電極電圧
に引っ張られてそれぞれ微分波形になる。この波形は第
１２図（Ｃ）に示すように、走査ドライバから遠いセル
（Ｙ　ａ　＜　Ｙ　＊　＜　Ｙ　ｃ）はど大きくなり、
そのセルに印加される波形も第１２図（ｄ）に示すよう
になって走査ドライバから遠いセルはど実効値が低下す
る。そして、全面ｒ白ｊ表示を行った場合、従来の駆動
では約３０ライン走査毎に交流化反転が行われていたた
め、この影響は殆ど受けないが、２ライン走査毎に交流
化反転が行われると、その度に微分波形が走査電極波形
に印加されるため、輝度の傾斜が顕著に現れるのである
。

なお、この問題を解決する方法として、走査電極の低抵
抗化が考えられるが、走査電極を低抵抗化すると走査電
極抵抗値に対する走査ドライバの出力抵抗の割合が大き
くなり、その効果が得にくくなる。

本発明は以上説明したこれまでの液晶パネルの駆動方法
における課題を解消し、特に、全てのセルに印加される
電圧が正から負、或いは負から正に反転する回数を同じ
にするように、２ライン走査毎に交流化反転を行う駆動
法を採用する液晶表示装置において、輝度むらの発生を
抑制するようにすることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の液晶表示装置の原理構成図を示すもの
である。第１図（ａ）に示す本発明の液晶表示装置の第
１の形態では、複数のデータ電極と走査電極とが交差し
て設けられたマトリクス型液晶パネル１と、マトリクス
型液晶パネルの一辺に露出する各データ電極の端子に接
続し、データ電極に表示データに応じた電位を与えるデ
ータ電極ドライバ２と、マトリクス型液晶パネルの対向
する辺に露出する各走査電極の端子にそれぞれ接続し、
走査電極に選択、非選択電圧を与える２つの走査電極ド
ライバ３，４と、交流化反転を制御するクロストーク対
策回路５とを備えている。

そして、データドライバ２と走査ドライバ３゜４は、デ
ータ電極および走査電極を電圧平均化法で駆動し、クロ
ストーク対策回路５は、第１図（Ｃ）に示すように正電
圧印加モードで駆動する正極性期間と負電圧印加モード
で駆動する負極性期間とを、走査データシフトクロツタ
により２ライン走査する毎に反転すると共に、２ライン
走査毎に行う極性反転を１フレーム終了毎に９０°ずつ
位相をずらして開始させ、かつｎライン（図ではｎ＝６
）走査毎に１８０°位相をずらすような駆動を行う。

また、本発明の第２の形態では、液晶パネル１゜におけ
る走査電極が中央部で分断されている点が異なる。

〔作用〕

本発明の液晶表示装置によれば、単純マトリクスの各液
晶セルに印加する電圧の極性反転が、データドライバと
パネルの両側に設けられた２つの走査ドライバにより、
２ライン毎に等間隔で行われるので、走査ドライバから
の距離に起因する液晶セルの輝度むらが抑えられると共
に、電源の負担が平均化する。また、極性反転モードは
各フレームで９０°ずつずれ、更に、ｎライン毎に１８
０゜位相をずらすことによりどのようなパターンを表示
してもフレーム単位で周期的な波形が印加されることが
なくなり、フリッカが発生しなくなる。

〔実施例〕 以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する
。

第２図は本発明の液晶表示装置の一実施例の構成図であ
る。液晶パネル１には液晶セルのデータ電極を制御する
ためにデータドライバ２が設けられ、また、走査電極を
制御するために走査電極の両端にそれぞれ走査ドライバ
３．４が設けられている。そして、データドライバ２お
よび走査ドライバ３．４には信号発生器６が接続してお
り、データドライバ２にはこの信号発生器６に内蔵され
る電源回路から電圧■、（１２／ａ）　Ｖ、２　Ｖ　／
　ａ、および０の各電位が与えられ、走査ドライバ３゜
４には同じ電源回路から■、（１，１／ａ）Ｖ、Ｖ　／
　ａ、および０の各電位が与えられる。

また、信号発生器６はパーソナルコンピュータ等の制御
機器等からの指令に応じて、データドライバ２および走
査ドライバ３，４に液晶パネル表示データであるＸデー
タおよび走査データであるＹデータを与える。そして、
データドライバ２および走査ドライバ３．４は信号発生
器６からのＸデータ、Ｙデータに応じて、液晶パネル１
の各データ側電極および各走査側電極に前述の電源回路
からの電圧のうちの何れかを選択して与える。

即ち、液晶パネル１を正の電圧で駆動する正電圧印加モ
ード時には、Ｘデータに基づいてデータドライバ２は選
択されるデータ電極には■を、非選択のデータ電極には
（１２／ａ）　Ｖを印加し、一方、走査ドライバ３．４
はＹデータに基づいて、選択される走査電極には０を、
非選択の走査電極には（１−１／ａ）　Ｖを印加する。

同様に、液晶パネル１を負の電圧で駆動する負電圧印加
モード時には、データドライバ２はデータ電極の選択時
にはＯを、非選択時には２　Ｖ　／　ａを印加し、走査
ドライバ３゜４は走査電極の選択時には■を、非選択時
には■／ａを印加する。

更に、信号発生器６には極性変換回路５が接続されてお
り、極性変換回路５にはインバータ５０．４つのパルス
分周回路５１．５２．５３．５５．５７、切換回路５４
、及び論理反転回路５６．５８がある。そして、信号発
生器６からの走査データクロック信号ａは分周回路５１
．５７に入力され、極性反転信号［は切換回路５４と分
周回路５５に入力される。

極性変換回路５の動作を、説明のために１フレームが４
ラインで構成されている場合について、第３図を用いて
説明する。分周回路５１は走査データシフトクロツタ信
号ａをそのパルスの立ち下がりで２分周し、２分周され
た出力は分周回路５２には信号すとして直接入力され、
分周回路５３にはインバータ５０を介して反転された信
号Ｃとして入力される。これらの分周器５２．５３は、
入力される信号す、ｃをそのパルスの立ち上がりで２分
周し、信号ｄ、ｅとして切換回路５４に出力する。

極性反転信号ｆはフレーム毎に極性を反転する信号であ
り、この極性反転信号ｆが人力される切換回路５４では
、信号ｆがハイレベル」”の時に信号ｄを出力信号ｇと
して論理反転回路５６に出力し、信号ｆががローレベル
“ビの時に信号ｅを出力信号ｇとして論理反転回路５６
に出力する。また、分周回路５５は極性反転信号ｆをそ
のパルスの立ち上がりで２分周し、信号りとして論理反
転回路５６に出力する。論理反転回路５６は信号ｇと信
号りの排他的論理和（ＥＯＲ）をとるものであり、この
出力が信号ｉとなる。分周回路５７は走査データクロッ
ク信号ａを、そのパルスの立ち下がりでｎ分周Ｃ図では
ｎ＝６）　し、その出力がｊとなる。論理反転回路５８
は、信号ｉと信号ｊとの排他的論理和（ＥＯＲ）をとる
ものであり、この出力がｋとなる。第３図に示すように
、この信号ｋが２ライン毎に反転し、且つフレーム毎に
位相が９０°ずれ、さらに、ｎライン走査毎に１８０°
位相がずれるような信号となる。

この信号ｋを第２図に示すようにデータドライバ２と走
査ドライバ３．４に入力することにより、電源回路部の
偏った負担、及び表示のフリッカを抑えつつ、ｒ暗」表
示が縞状の列におけるｒ明」表示の液晶セルの輝度むら
を抑えることができる。

第５図は第２図のように構成された液晶表示装置におい
て、走査電極抵抗の値を減らした時の各走査ドライバ３
．４の出力抵抗と電極抵抗の抵抗比を示すものである。

・で示す値は従来の抵抗比であり、○で示す値が本発明
の抵抗比である。本発明では走査ドライバを走査電極の
両側に配置したので、抵抗比が従来の値に比べて半減し
ていることが分かる。

次に、前述の信号ｋを用いて走査ドライバ３゜４を駆動
し、走査電極の両側から走査電極を駆動して、第１２図
（ａ）に示したように液晶表示装置の全面「白」表示を
行った場合について説明する。

第１２図（ａ）のように液晶パネルの全面にｒ白Ｊの表
示を行い、￥ｚ　、Ｙｚラインを走査する時（時刻ｔ、
と時刻Ｌ２の間）に交流反転化を行うと、本発明では第
１２図のＹ１ラインの両側に走査ドライバがあるので、
ドライバからの距離が各セルで平均化され、また、走査
ドライバの出力抵抗の影響が従来の半分になるので、非
走査ラインであるＹ＋　に印加される波形とデータ電極
波形は第４図（ａ）のようになる。即ち、交流化反転時
の各セル上の走査電極波形は同時に多数変化するデータ
電極電圧に引っ張られてそれぞれ微分波形になるが、ド
ライバからの距離が各セルで平均化されると共に走査ド
ライバの出力抵抗の影響が従来の半分になるので、この
波形の変化は第４図（ａ）に示すようにどのセルにおい
ても従来よりも遥かに小さい。

よって、Ｙ、ラインの走査電極上のセルに印加される波
形も第４図（ｂ）に示すように、走査ドライバからの距
離にほぼ係わりなくその実効値が同じ値になる。この結
果、輝度に傾斜が殆どなく、ライン方向の輝度むらが抑
えられる。

以上のように、本発明の液晶表示装置によれば、輝度む
らとフリッカが抑えられるので、−層の表示品質の向上
を図ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、単純マトリクス駆
動の液晶表示装置において、電源の負担が平均化され、
フリッカの発生を抑えられると共に、註度むらの発生も
抑制することができ、表示品質を向上するという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶表示装置の原理説明図、第２図は
本発明の液晶表示装置の一実施例の構成を示す回路図、 第３図は第２図の各部の波形を示す波形図、第４図（ａ
）は液晶パネルに全面「白ｊを行った時の本発明の装置
の効果を示す走査電極波形図、同図Ｑ））はセル波形を
示す波形図、 第５図は本発明の装置において走査電極抵抗を変化させ
た時の走査ドライバの抵抗値と電極抵抗との抵抗比を示
す特性図、 第６図は液晶セルの表示パターン例を示す図、第７図は
液晶パネルを駆動する際に用いる電圧平均化法を示す図
、 第８図は第６図のセルα、セルβの従来の駆動方法によ
る駆動電圧波形図、 第９図は５×８ドツトの液晶パネルの表示パターンの例
を示す図、 第１０図は第９図のセルｘ、ｙ、ｚを従来の駆動法によ
り駆動した時の駆動波形を示す図、第１１図は既に提案
された電圧の極性反転を同数にできる駆動法の説明図、 第１２図は既に提案された駆動法による表示パターンと
「度むらの原因を示すもので、（ａ）は液晶パネルの表
示パターン、ら）は（ａ）のパネルの等価回路図、（Ｃ
）は（ａ）のパネルの各走査電極波形、（ｄ）は（ａ）
のセルＡ、Ｂ、Ｃのセル波形である。 工・・・液晶パネル、 ２・・・データドライバ、 ３．４・・・走査側ドライバ、 ５・・・極性変換回路、 ６・・・信号発生器、 ５１、５２．５３．５５．５７・・・分周回路、５４・
・・切換回路、 ５６、５８・・・論理反転回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数のデータ電極と走査電極とが交差して設けられ
   たマトリクス型液晶パネル（１）と、この液晶パネル（
   １）の一辺に露出する各データ電極の端子に接続し、デ
   ータ電極に表示データに応じた電位を与えるデータドラ
   イバ（２）と、前記液晶パネル（１）の対向する辺に露
   出する各走査電極の端子にそれぞれ接続し、走査電極に
   選択、非選択電圧を与える２つの走査ドライバ（３）、
   （４）と、データドライバ（２）および走査ドライバ（
   ３）、（４）の交流化反転を制御するクロストーク対策
   回路（５）と、を備えた液晶表示装置。 ２、表示画面の縦方向に配されたデータ電極と、このデ
   ータ電極と交差するように画面の左端から中央部に向か
   って配された第１の走査電極と、前記データ電極と交差
   するように画面の右端から中央部に向かって配された第
   ２の走査電極と、を備えたマトリクス型液晶パネル（１
   ’）と、 マトリクス型液晶パネルの一辺に露出する各データ電極
   の端子に接続し、データ電極に表示データに応じた電位
   を与えるデータ電極ドライバ（２）と、マトリクス型液
   晶パネルの左端に露出する第１の走査電極の各端子にそ
   れぞれ接続し、各走査電極に選択、非選択電圧を与える
   第１の走査電極ドライバ（３）と、 マトリクス型液晶パネルの右端に露出する第２の走査電
   極の各端子にそれぞれ接続し、各走査電極に選択、非選
   択電圧を与える第２の走査電極ドライバ（４）と、 データドライバ（２）および走査ドライバ（３）、（４
   ）の交流化反転を制御するクロストーク対策回路（５）
   と、を備えた液晶表示装置。 ３、請求項１または２に記載の液晶表示装置であって、
   前記データドライバ（２）および走査ドライバ（３）、
   （４）が、前記データ電極および走査電極を電圧平均化
   法で駆動すると共に、前記クロストーク対策回路（５）
   が、正電圧印加モードで駆動する正極性期間と負電圧印
   加モードで駆動する負極性期間とを、２ライン走査する
   毎に反転し、２ライン走査毎に行う極性反転をフレーム
   毎に９０゜ずつ位相をずらして開始させ、かつｎライン
   走査毎に１８０゜位相をずらすことを特徴とする液晶表
   示装置。