JPH05165436A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH05165436A
JPH05165436A JP33724691A JP33724691A JPH05165436A JP H05165436 A JPH05165436 A JP H05165436A JP 33724691 A JP33724691 A JP 33724691A JP 33724691 A JP33724691 A JP 33724691A JP H05165436 A JPH05165436 A JP H05165436A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
voltage
crystal display
display device
bias ratio
Prior art date
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Pending
Application number
JP33724691A
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English (en)
Inventor
Makoto Katase
誠 片瀬
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は動作マージンPの小さな高解像(高デ
ューティ)表示でも糸ひき(シャドウ)と呼ばれるクロ
ストークなく画質を保ち、高品位な画面を得られる液晶
表示装置を提供することにある。 【構成】実際の液晶表示装置の特性(静電容量、電極抵
抗、接続抵抗、駆動ドライバー能力、表示パターン等)
によって現実の最適バイアス比は変動する。従って液晶
駆動電圧Vopとバイアス比aを調整する機能を併せて
具備して、おのおのを調整して高品位な画面を得る。 【効果】これにより安価で高画質、高精細なディスプレ
イをワープロやパソコン、ワークステーション等に搭載
することを可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ワープロ、パソコン、
ワークステーション等情報処理装置の表示部となる液晶
表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の液晶表示装置は、図18に示すよ
うに液晶電源電圧{Vop=V0−V5}を調整する
か、または図19に示すように液晶電源電圧Vopは固
定してバイアス比{a=(VR1+R3)/Ri:i=
1〜5}を調整することで画面の濃度調整を行ってい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は液晶表
示素子の動作マージンPの大きい低解像度の領域(表示
デューティn=200未満)では問題なく良好な画面を
得る濃度調整ができた。(液晶表示素子とは液晶を一対
の電極により挟持した部分を指し、液晶表示装置とはド
ライバー部分も加わった全体を指し示すこととする。)
しかし、n=200を越える高解像度の領域では動作マ
ージンPが小さく(約7.3%未満)最適な駆動電圧を
液晶表示素子に印可することができなかった。動作マー
ジンPを最大にする理論上の最適バイアス比βは表示デ
ューティをnとすると次式で示される。
【0004】
【数1】
【0005】しかし、実際の液晶表示装置の特性(静電
容量、電極抵抗、接続抵抗、駆動ドライバー能力、表示
パターン等)によって現実の最適バイアス比は変動す
る。そのため糸ひき(シャドウ)と呼ばれるクロストー
クを生じて画質が低下し、高品位な画面は得られなかっ
た。そこで本発明はこのような問題点を解決するもの
で、その目的とするところは動作マージンPの小さくな
ってしまう高解像(高デューティ)表示でも糸ひき(シ
ャドウ)と呼ばれるクロストークなく画質を保ち、高品
位な画面を得られる液晶表示装置を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、液晶電源の電圧Vopの調整手段とバイアス比aの
調整手段を併せて持つことを特徴とする。
【0007】
【作用】ここで基本的な駆動を確認しておく。V0−V
1をvとして非選択のパルスの大きさを表すこととす
る。非選択時の電圧をvとする。まず電圧平均化法の理
論的実効値に従うとONドットの実効値Vonは次式で
示される。
【0008】
【数2】
【0009】そしてOFFドットの実効値Voffは次
式で示される。
【0010】
【数3】
【0011】動作マージンPは次式で示される。
【0012】
【数4】
【0013】動作マージンPが最大となるaの値βはす
でに示した次式である。
【0014】
【数5】
【0015】ここまでが一般に知られている理論式であ
る。
【0016】本発明の構成によれば、駆動電圧を濃淡が
最も見やすい値を調整すること同時にバイアス比aを調
整して動作マージンPを最大にする現実の最適バイアス
比に合わせることができる。従って動作マージンPの小
さくなってしまう高解像(高デューティ)表示でも糸ひ
き(シャドウ)と呼ばれるクロストークなく画質を保
ち、高品位な画面を得ることができる。
【0017】
【実施例】以下本発明の1実施例を図1に示し説明す
る。これは可変抵抗器VR1をV2とV3のレベル間へ
挿入したものである。まず駆動方法について説明する。
【0018】まず液晶電源の正電圧がV(+)として与
えられ、負電圧がV(−)として与えられている。この
電圧がR1−R2−VR1−R3−R4−R5−TR1
の素子により6レベルの電圧(V0〜V5)に変換され
る。V1〜V4にはボルテージフォロワのOPAMP1
〜4を使用しても良い。TR1は別の手段でインピーダ
ンスを変えても良い。R1,R2,R4,R5は同一抵
抗値を使用している。こうして得られたV0−V5の電
圧の大きさをavとして液晶表示素子の選択されたON
ドットに印可されるパルスの大きさを表すこととする。
図6に具体的な表示パターンを示す。駆動デューティを
nとして表示容量をm×nドットとする。走査電極をC
OM1〜COMnとして表している。信号電極をSEG
1〜SEGmとして表している。走査電極1本と信号電
極1本の交差する領域で構成される部分を表示ドットと
呼ぶこととする。図17に示した光応答対電圧の閾値2
(Vth2)を越えた表示ドットを黒で表しONドット
と呼び、閾値1(Vth1)を越えていない表示ドット
を白で表しOFFドットと呼ぶこととする。表示パター
ンはSEG1〜SEG4とCOM1〜COM5の交点で
アルファベットの”E”を表示している。またSEG5
はONドットが存在していない。SEG6はCOM1と
の交点にONドットが存在している。SEG7はONド
ットとOFFドットが交互に存在している。
【0019】図7に理論的な図6のSEG1とCOM1
の交点の印可電圧を1画面書き込み時間(1フレーム期
間T)に渡って示したグラフを示す。基準電位をCOM
1にとっている。選択期間tuの期間avの電圧が印可
され、COM2〜COM5まで走査する4tuの期間は
vの電圧が印可され、残るCOM6〜COMnまで走査
する期間は−vの電圧が印可されている。しかし実際の
液晶表示装置の様々な特性により図8のような波形なま
りを生じることが一般的である。各電圧レベルの切り替
わり時に指数関数に近い曲線的な変化を生じている。図
9に液晶表示素子の表示ドットを単純な等価回路として
示す。Eはavやvの液晶駆動電圧に相当する。Rは電
極抵抗、接続抵抗、ドライバー抵抗、液晶抵抗等を示
す。Cは表示ドットの静電容量を示す。Vcは表示ドッ
トの印可電圧を示す。SWはドライバーによる電圧の切
り替えを示す。図10は表示ドット電圧Vcが時間tu
でどう変化するかを示している。表示ドットCに対する
損失電圧を領域1は示し、有効電圧を領域2が示してい
る。この電圧Vcは次式で示される。
【0020】
【数6】
【0021】電圧EにVcは比例しているので領域1と
領域2の面積比率は電圧Eに関わらず一定の値を示す。
【0022】図11は実際のSEG6とCOM1の交点
の印可電圧を1画面書き込み時間(1フレーム期間T)
に渡って示したグラフ、図12は実際のSEG7とCO
M1の交点の印可電圧を1画面書き込み時間(1フレー
ム期間T)に渡って示したグラフである。実際の波形の
実効値を表現するために、選択時の補正係数をk1と
し、非選択時の補正係数をk2とする。
【0023】ONドットの実際の実効値Vonは次式で
示される。
【0024】
【数7】
【0025】そしてOFFドットの実際の実効値Vof
fは次式で示される。
【0026】
【数8】
【0027】実際の動作マージンPは次式で示される。
【0028】
【数9】
【0029】k2/k1=kと置き換えて
【0030】
【数10】
【0031】さらに概要を掴み易くするためにk(n−
1)=(k’n−1)と置き換えて
【0032】
【数11】
【0033】この実際の動作マージンPが最大となるa
の値は次式である。
【0034】
【数12】
【0035】nが200以上の大きな場合k=k’とみ
なして概略を説明する。
【0036】つまり選択時と非選択時の有効係数の比k
に依存して実際の最適バイアスaは変動することがわか
る。
【0037】実際の駆動波形の状態を、kの大きさで分
類して説明する。
【0038】k=1の場合 例としてすでに説明した表示ドットへの充電の損失と表
示パターンが主な要因となって相殺する場合を考える。
図12の様に非選択期間の全てで損失が生じていると選
択期間と非選択期間の補正係数は合致(k=1)して図
16に示した理論的なバイアス比βに近づく。このよう
な場合はまれに存在するのみである。
【0039】k>1の場合 例としてk=1と同様に表示ドットへの充電の損失が主
な要因となる場合を考える。図11のように非選択期間
の一部でしか損失が生じていないことが主な要因となる
ときである。k>1となりβより大きな値γが実際の最
適バイアス比となる。
【0040】ここまでは1画面ごとの極性反転で説明し
ていたが、図13の駆動電圧の極性をl(エル)本走査
ごとに反転させる通称ライン反転と呼ばれている手法を
行っている。すると非選択時に平均的にn/l箇所の切
り替わりが生じていることとなる。つまり画面全体のバ
ランスを考慮すると、aがβからγの間にもっとも最適
バイアス比が存在することになる。
【0041】k<1の場合 図14のようにドライバーのインピーダンスZが電圧に
依存して変動することが主な要因となるときである。こ
の場合表示ドットの電圧Vcは、ドライバーインピーダ
ンスを電圧Eの関数Z(E)として次式で示される。
【0042】
【数13】
【0043】当社のドライバーSED1600では20
Vで平均1.5KΩ、8Vでは平均3KΩという特性を
持つ。選択時は電圧が高くインピーダンスZが低くな
り、k1が(k2に対し)大きくなる。非選択時は電圧
が低くインピーダンスZが高くなり、k2が(k1に対
し)小さくなる。よって図16で最適バイアス比はαの
値をとることになる。
【0044】こうしてさまざまな液晶表示装置の特性に
応じて最適バイアス比aを調整できる。図17に、理論
値を採用したVon(β)とVoff(β)で示された
狭い範囲を、Von(α)とVoff(α)で示された
範囲に広げられる。あるいはVon(β)とVoff
(β)で示された狭い範囲をVon(γ)とVoff
(γ)で示された範囲に広げられることを示す。これら
は実際の液晶表示装置の特性(静電容量、電極抵抗、接
続抵抗、駆動ドライバー能力、表示パターン等)によっ
てα側へ変動するかγ側へ変動するかが決定される。こ
うして動作マージンPの小さな高解像(高デューティ)
表示でも糸ひき(シャドウ)と呼ばれるクロストークな
く画質を保ち、高品位な画面を得られる液晶表示装置を
提供することができる。また温度による液晶表示装置の
特性変化に対しても柔軟に対応できて広い温度範囲で高
品位な画面をえられる。
【0045】図2はバイアス比の可変に半固定抵抗器を
使用した実施例である。調整の頻度が少ない場合に適し
ている。表示パターンの変わらない用途や広い温度範囲
に使用されない場合に適している。
【0046】図3はバイアス比の調整に切り替えスイッ
チSEL1と固定抵抗器R8〜R10を利用した実施例
である。数種の条件(表示パターン等)に適合させてあ
らかじめバイアス比を数種そろえておく場合に適してい
る。
【0047】図4はトランジスタのような能動素子VZ
をCONT端子によってコントロールする実施例であ
る。これはソフトウェアで電子的に制御するような場合
に適している。
【0048】図5は液晶表示装置単品毎に適合した定数
の固定抵抗器R3を工場出荷時に実装する方法である。
これは液晶表示素子が製造上のばらつきで特性が変化し
たような場合でも、それに適した定数を選べるため液晶
表示装置としての特性は最終的に一定のレベルにできる
という長所も併せ持つ。
【0049】
【発明の効果】以上説明したように動作マージンPの小
さな高解像(高デューティ)表示でも糸ひき(シャド
ウ)と呼ばれるクロストークなく画質を保ち、高品位な
画面を得られる液晶表示装置を提供することを可能とし
た。また液晶表示素子の製造上のばらつきも吸収してロ
ット間で均一な品質の液晶表示装置を得ることも可能と
した。これにより安価で高画質、高精細なディスプレイ
をワープロやパソコン、ワークステーション等に搭載す
ることを可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の可変抵抗器使用の実施例の回路図であ
る。
【図2】本発明の半固定抵抗器使用の実施例の回路図で
ある。
【図3】本発明のスイッチと固定抵抗器使用の実施例の
回路図である。
【図4】本発明の能動素子使用の実施例の回路図であ
る。
【図5】本発明の固定抵抗器使用の実施例の回路図であ
る。
【図6】本発明の作用を説明する表示パターン図であ
る。
【図7】理論的な駆動波形を示した図である。
【図8】実際の駆動波形を示した図である。
【図9】液晶表示装置をモデル化した図である。
【図10】表示ドットに印可される駆動波形を示した図
である。
【図11】非選択時にONドットのない駆動波形を示し
た図である。
【図12】非選択時にONドットとOFFドットの混在
した駆動波形を示した図である。
【図13】非選択時にONドットがなくl(エル)本毎
にライン反転を行っている駆動波形を示した図である。
【図14】液晶表示装置をモデル化し、ドライバーイン
ピーダンスを加味した図である。
【図15】表示ドットに印可される電圧が電圧に対して
非線形なインピーダンスに左右される状態を示した図で
ある。
【図16】動作マージン対バイアス比を示した図であ
る。
【図17】光応答対電圧を示した図である。
【図18】液晶電源電圧を可変する従来の液晶表示装置
の回路図である。
【図19】バイアス比を可変する従来の液晶表示装置の
回路図である。
【符号の説明】
R1〜R10 .固定抵抗器 VR1,VR2 .可変抵抗器 TR1 .トランジスタ OPAMP1〜4.オペアンプ V(+) .液晶正電源 V(−) .液晶負電源 V0〜V5 .液晶駆動電圧レベル VR3 .半固定抵抗器 SEL1 .切り替えスイッチ VZ .能動素子 SEG1〜m .信号電極 COM1〜n .走査電極 T .1画面書き込周期 tu .選択期間 tu(n−1) .非選択期間 E .液晶駆動電圧をモデル化した電源 R .表示ドットに関わる回路の抵抗成分 C .表示ドットに関わる回路の容量成分 SW .ドライバーの機能をモデル化したス
イッチ lt .ライン反転周期 Z .ドライバーインピーダンス a .バイアス比 P .動作マージン Vth1 .閾値1(Voff) Vth2 .閾値2(Von) n .表示デューティ v .非選択時電圧 Von .ONドットの実効電圧 Voff .OFFドットの実効電圧 k1 .選択時の有効係数 k2 .非選択時の有効係数 k .k1とk2の比 Z(E) .電圧に依存するドライバーインピー
ダンス

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液晶電源電圧の調整手段とバイアス比の調
    整手段を併せて持つことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】請求項1のバイアス比の調整手段を半固定
    抵抗で行うことを特徴とする液晶表示装置。
  3. 【請求項3】請求項1のバイアス比の調整手段を切り替
    えスイッチと固定抵抗で行うことを特徴とする液晶表示
    装置。
  4. 【請求項4】請求項1のバイアス比の調整手段を能動素
    子で行うことを特徴とする液晶表示装置。
  5. 【請求項5】請求項1のバイアス比の調整手段を液晶表
    示装置単品毎に適合した定数の固定抵抗を実装すること
    で行うことを特徴とする液晶表示装置。
JP33724691A 1991-12-19 1991-12-19 液晶表示装置 Pending JPH05165436A (ja)

Priority Applications (1)

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JP33724691A JPH05165436A (ja) 1991-12-19 1991-12-19 液晶表示装置

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JP33724691A JPH05165436A (ja) 1991-12-19 1991-12-19 液晶表示装置

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JPH05165436A true JPH05165436A (ja) 1993-07-02

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ID=18306817

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33724691A Pending JPH05165436A (ja) 1991-12-19 1991-12-19 液晶表示装置

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JP (1) JPH05165436A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100472499B1 (ko) * 1998-05-28 2005-06-08 삼성에스디아이 주식회사 평판 표시 패널의 구동 방법

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