JPH05333315A

JPH05333315A - 液晶駆動方式

Info

Publication number: JPH05333315A
Application number: JP14288092A
Authority: JP
Inventors: Koki Taniguchi; 弘毅谷口
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-06-03
Filing date: 1992-06-03
Publication date: 1993-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】デューティ駆動を行う液晶マトリクス表示パ
ネルの液晶駆動方式に関し、表示パターンに左右されな
い形に表示印加電圧を加工することによりクロストーク
解消することを目的とする。【構成】データ信号であるセグメント信号のＯＮから
ＯＦＦあるいはＯＦＦからＯＮへ変化する時と等価な波
形の鈍りを生成し表示印加電圧として与えることにより
液晶駆動の実効値を等しくし、それにより印加電圧を反
転させることなく、かつ表示パターンに依存しないで１
フレーム内でのクロストークを解消することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は液晶マトリクス表示パ
ネルの駆動方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶マトリクス表示パネルの駆動方式と
しては、特開昭６０−２２２８２５号公報に記載の「液
晶マトリクス表示パネルの駆動方式」、特開昭６２−３
２２９号公報に記載の「液晶駆動方式」等多数の方式が
提案されているが、いずれの駆動方式も、液晶への印加
電圧（セグメント信号とコモン信号）を交番化して反転
する方法であり、２水平走査期間、３水平走査期間、複
数走査期間、あるいはこれらの異なる水平走査期間を組
み合せた方法とか、または１水平走査期間内で交番化す
る駆動方式が行なわれていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】１水平走査期間内での
交番化は表示パターンに依存しないという長所がある
が、６４０×４８０ドットマトリクス構成等の高解像度
液晶パネルにおいては、液晶の応答速度が遅く、追随性
が悪かった。また、複数水平走査期間による方法は実効
値の均一化が不完全であり、さらに表示パターンに依存
することと複数フレームで均一化を行うため、バックラ
イトあるいは室内蛍光灯等の干渉、交番化するための駆
動電圧の切換えに伴うノイズ、階調表示のためのフレー
ム間引きとの干渉等々の欠点を有しており、さらには高
解像度化、階調を含めた高画質に伴い、均一化が低減さ
れることになるため、抜本的な解決方法が求められてい
た。

【０００４】特開平２−８９号公報に記載の「液晶表示
装置」，特開平３−１３０７９７号公報に記載の「表示
制御装置」においては、交番化によらない液晶表示装置
の提案がなされているが、特開平２−８９号は計数回
路、数値演算回路からなる補正回路及び極めて複雑な多
電源を必要とするため、現実的な手段とはいい難く、ま
た特開平３−１３０７９７号については走査パルスの立
上り、立下りの前後に白又は黒レベル期間を必ず設ける
ため表示パターンに依存する部分が残り、駆動方式とし
ては完全ではないし、加えて表示コントローラを変更す
るため、既存の標準品が使用出来ないという問題があ
る。

【０００５】これまでのデューティ駆動液晶表示におい
ては、本来同じコントラストであるべき同一画面内の画
素が、表示パターンにより異なるコントラストとなり、
縦縞あるいは横縞のクロストークとなって現われ、表示
の画質を著しく劣化させていた。このような縦縞、横縞
は表示の印加電圧の実効値の違いによるもので、これま
でにも種々の工夫がなされてきたが、液晶表示パネルの
高解像度化、高コントラスト化、多階調化、高速応答化
等の進歩とは反対に、充分な効果が得られていないのが
現状である。

【０００６】液晶の電気光学効果は次式で定義される実
効値電圧の関数となっている。

【数１】

【０００７】このＶ（ｔ）は走査信号であるコモン信号
と、データ信号であるセグメント信号の差であり、各画
素に印加される表示電圧を表している。即ち、Ｖｒｍｓ
の実効値は印加される表示電圧波形の面積に等しい。す
なわち、この発明は表示パターンに左右されない形に表
示印加電圧を加工することにより、クロストークを解消
して、高品位な画質を得んとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】この発明は、
デューティ駆動を行う液晶マトリクス表示パネルの駆動
方式において、データ信号であるセグメント信号のＯＮ
からＯＦＦあるいはＯＦＦからＯＮへ変化する時と等価
な波形の鈍りを生成し表示印加電圧として与えることに
より液晶駆動の実効値を等しくし、それにより印加電圧
を反転させることなく、かつ表示パターンに依存しない
で１フレーム内でのクロストークを解消することを特徴
とする液晶駆動方式である。

【０００９】

【実施例】以下図に示す実施例に基づいてこの発明を詳
述する。なお、これによってこの発明は限定されるもの
ではない。現在、６４０×４８０あるいは１０２４×７
６８ドットマトリクス構成等の高解像度液晶表示パネル
が実用化されているが、この実施例では説明を分りやす
くするため、まず、図１に示すように、１６×１０ドッ
トマトリクスの簡単な構成の表示システムを用いて、液
晶駆動方式を以下に説明する。

【００１０】表示ユニットは液晶セル（ＬＣＤパネル１
０とも呼称する）、データ信号を駆動するセグメント・
ドライバ１１、水平走査信号を駆動するコモン・ドライ
バ１２およびこれらに表示用電源電圧を供給する電源部
１３より構成される。制御信号ＸＣＫ，ＹＣＫ，ＬＰ，
ＦＲ及びデータ信号ＤX,水平走査信号ＤYはコントロー
ラ１４から送出されるが、表示データはＶ−ＲＡＭ１５
に格納され、システムバスを介して図示しないシステム
と接続されている。

【００１１】以下の説明に入る前に、この実施例の説明
に使用される略号の一覧表を次に示す。ＶSS：ＧＮＤ０Ｖに接続ＶDD：ロジック系電源 −５.０Ｖに接続Ｖ0,Ｖ1,Ｖ2,Ｖ3,Ｖ4,Ｖ5 （ＶSS≧Ｖ0>Ｖ1>Ｖ2>Ｖ3>Ｖ
4>Ｖ5)：Ｖ0,Ｖ2,Ｖ3,Ｖ5 はセグメント・ドライバ用液
晶駆動電源（Ｖ0,Ｖ5はＯＮレベルであり、Ｖ2,Ｖ3 は
ＯＦＦレベル），Ｖ0,Ｖ1,Ｖ4,Ｖ5 はコモン・ドライバ
用液晶駆動電源（Ｖ0,Ｖ5 は選択レベルであり、Ｖ1,Ｖ
4 は非選択レベル）ＤX ：表示データ入力信号ＸＣＫ：表示データ取り込み用シフト・クロックＬＰ：セグメント・ドライバでは表示データのラッチ・
パルスコモン・ドライバではシフト・クロックＦＲ：液晶駆動波形交流化信号Ｘ1-16：表示データ用液晶駆動出力Ｙ1-10：水平走査用液晶駆動出力ＹＣＫ：ＬＰと同一で、コモン・ドライバのシフトクロ
ックＤＹ：水平走査入力信号

【００１２】図２は実施例を説明するための表示パター
ン例である。図３は現在使用されているセグメント・ド
ライバの構成を示すブロック図である。図４は現在使用
されているコモン・ドライバの構成を示すブロック図で
ある。図５はＯＦＦドット（Ｘ2,Ｙ4)の駆動波形であ
る。図６はＯＦＦドット（Ｘ3,Ｙ4)の駆動波形である。
まずＯＦＦドット同士の比較をすると、図５においては
Ｘ2列には１ドット毎にＯＮ信号，ＯＦＦ信号が交互に
出力されるため、（Ｘ2,Ｙ4)ドットに印加される（Ｙ4-
Ｘ2)Ｂの波形は、一走査毎に“＋”と“−”交互に変化
するが、ＬＣＤパネル１０の透明電極の抵抗、液晶の容
量、セグメントとコモン・ドライバの出力抵抗等による
影響のため、一水平走査期間毎に波形がなまり（鈍
り）、図６の場合に比べて、実効値が著しく異ってい
る。図中斜線部品の面積が実効値となる。図６ではＸ3
列に常時ＯＦＦ信号が出力されている。

【００１３】このように、表示パターンにおける（Ｘ2,
Ｙ4)と（Ｘ3,Ｙ4)は本来同じＯＦＦドットであり、同じ
コントラスト、すなわち、同じ実効値が印加されなけれ
ばならないにも係わらず、上述したように実効値が異る
ため、コントラストが違い、これがクロストークとなっ
て表示品位を損っていた。

【００１４】次にＯＮドット同士の比較をする。図７は
ＯＮドット（Ｘ13，Ｙ4)の駆動波形である。図８はＯＮ
ドット（Ｘ15，Ｙ4)の駆動波形である。この場合も上述
したＯＦＦドットの場合と同様に、本来同じ実効値すな
わち、同じ斜線部分の面積でなければならないにも係わ
らず異なってしまうことより、コントラストのムラが生
じ、結果としてクロストークとなっていた。

【００１５】この解決法として前述したように、特開昭
６０−２２２８２５号、特開昭６２−３２２９号をはじ
めとして多数の液晶駆動方式が提案されているが、これ
らの方式は、ＦＲ信号を意図的に複数水平走査毎に切替
え、同じ実効値に近付ける努力をしているものの明らか
に完全ではなく、充分な品位が得られなかったものであ
る。

【００１６】次に、この発明の特徴部分について以下詳
細に説明する。この発明の実施例は、ＯＮまたはＯＦＦ
のセグメント信号（表示データ信号）が連続した場合こ
れを検知し、ＯＮからＯＦＦあるいはＯＦＦからＯＮへ
変化する際の波形の鈍りと等価となるように、セグメン
ト信号にスリットを設け、ＦＲ信号により印加電圧を反
転することなく、液晶駆動電圧の実効値を等しくするも
のである。図９〜図１２は上記目的を達成するためのセ
グメント・ドライバの構成を示すブロック図である。

【００１７】図９において、この実施例のセグメント・
ドライバの構成は、従来のセグメント・ドライバ（図３
参照）に対して、表示用ラッチ２０が１段追加され、ス
リット期間を設定するためのカウンタ２１が追加されて
いる。

【００１８】表示データ信号ＤXは、シフト・クロック
ＸＣＫにより１６ビットシフトレジスタ２２に読み込ま
れ、水平走査期間毎に発生するラッチ・パルスＬＰによ
り、表示用ラッチフリップフロップ（１段目表示用ラッ
チ２３、２段目表示用ラッチ２０）にラッチされる。

【００１９】１段目、２段目の各ラッチ信号ＬＸｉとＬ
ＬＸｉは図１４に示す真理値表に従ったセグメント信号
出力Ｘｉ（ｉ＝１〜１６）を送出する。すなわち、ＯＮ
またはＯＦＦが連続するかどうかをＬＸｉ，ＬＬＸｉを
比較することにより検知し、カウンタ２１で設定された
時間、すなわちＣ0が発生している期間内、スリットを
設けて波形を鈍らせる。これに関しては図２７を用いて
後述する。このドライバのスリットの電圧はＶ0,Ｖ2,Ｖ
3,Ｖ5 の４レベルで対応する。

【００２０】図１０は図９のセグメント・ドライバと基
本的には同じものであるが、スリットの電圧はコモンの
非選択レベルであるＶ1,Ｖ4 にて対応するため、セグメ
ントの液晶駆動レベルは６レベルとなる。図１１はスリ
ットの時間をドライバの内部で生成するのではなく、外
部より注入する構成のドライバである。図１２はカウン
タ２１の代りにモノマルチバイブレータ３０でスリット
の時間を設定する４レベル対応のドライバである。

【００２１】これらのセグメント・ドライバと、従来と
同じ構成のコモンドライバ（図４参照）とでこの実施例
は構成されている。なお、図１３は従来のドライバを用
いた場合の各入力データと液晶駆動出力の関係を示した
真理値表である。図１４はセグメント出力が４レベルの
場合の各入力データと液晶駆動出力の関係を示した真理
値表である。図１５はセグメント出力が６レベルの場合
の各入力データと液晶駆動出力の関係を示した真理値表
である。

【００２２】図１４，図１５のいずれの場合も、コモン
・ドライバは変更を要しないため、コモン・ドライバの
出力は従来と同一であり、図１３に示した真理値表に従
う。図１６は各信号のタイミングチャートを示してい
る。図中ｔW1は一水平走査期間を示し、ｔW2またはｔW3
はセグメント４レベルまたは６レベルのスリット期間を
示す。図１７は各信号を設定した時の各信号のタイミン
グチャートを示している。同図は図２で示した表示パタ
ーンの時のＸ4,Ｘ2 の出力波形を示している。図１８
（ａ）はＯＮとＯＦＦが切替える時の波形の鈍りを示し
ている。斜線部分は液晶を駆動する実効値領域を、点々
部分は駆動に寄与しない損失部分を示している。図１８
（ｂ）はセグメント出力４レベル時の波形を示してい
る。図１８（ａ）と図１８（ｂ）の斜線部分が同じにな
るように、カウンター或はモノマルチの出力でスリット
幅ｔW2を決定する。図１８（ｃ）はセグメント出力６レ
ベル時の波形を示している。図１８（ａ）と図１８
（ｂ）と同様に、斜線部分の実効値が同じになるよう
に、スリット幅ｔW3を設定する。

【００２３】図１７において、Ｘ4は２ドット毎にＯＮ
とＯＦＦを繰り返しているが、Ｄ点はＢ，ＣとＯＮ信号
が連続しているため、幅ｔW3のスリットが生成されてい
る。一方、Ｉ点の場合はＯＦＦ（Ｇ点）からＯＮ（Ｈ
点）に変化しているため、スリットは発生していない。
Ｘ2については１ドット毎にＯＮとＯＦＦが変化するた
めスリットは発生しない。

【００２４】上記の方法により、セグメント６レベル出
力の場合の、ＯＦＦドット（Ｘ3,Ｙ4)，（Ｘ4,Ｙ3)，
（Ｘ4,Ｙ4)への印加駆動波形を示したのが、図１９〜図
２１である。いずれもＯＦＦドット（Ｘ2,Ｙ4)と実効値
が等しいことが分る。逆にいえば、１ドット毎にＯＮと
ＯＦＦを繰り返すＸ2 の出力と実効値が等しくなるよう
に、リンギングを含めた波形の歪み等をひっくるめて、
スリット幅を設定する。したがって、表示のパターンに
依存しないことが分る。つまり、どのような表示パター
ンでも図５に示す駆動波形に合せられていることにな
る。なお、当然のことではあるが、Ｖ0 〜Ｖ5 の表示駆
動用電圧はコントラスト比が最適となるように分圧電圧
は再調整される。

【００２５】同様にＯＮドット（Ｘ11，Ｙ3)、（Ｘ11，
Ｙ4)、（Ｘ15，Ｙ4)に適用した例が図２２〜２４であ
り、図７に示す１ドット毎にＯＮ，ＯＦＦを繰り返すＸ
13出力の（Ｘ13，Ｙ4)ドットと実効値が等しくなってい
ることが分る。図２５は、ＯＦＦドット（Ｘ3,Ｙ4)に４
レベル出力のセグメント・ドライバを適用した場合の駆
動波形を示している。

【００２６】以上のように縦方向のコントラストムラ即
ちクロストークが解決されていることが分るが、セグメ
ント，コモンいずれのドライバ出力も、表示パターンと
無関係に均等な入出力電流となり、Ｖ0 〜Ｖ5の負荷も
均等化される。このため、表示パターンによる負荷の不
均一からくるオペアンプ出力Ｖ0 〜Ｖ5の変動がなくな
り、これによる縦方向のクロストークも解消される。

【００２７】同様に、表示パターンによる負荷の不均一
は、従来コモン・ドライバにも発生していた。図２６は
その一例であるが、コモン・ドライバ出力Ｙ6,Ｙ7,Ｙ8
はそれぞれＯＮドット数が異り入出力電流が不均一とな
るためレベル差が生じ横方向のクロストークが出てい
た。

【００２８】しかし、この実施例では、全セグメント出
力、全コモン出力の入出力が均等になり、その結果、全
ドットの均一化となるため、このような横方向のクロス
トークも同時に解消される。

【００２９】さらに、ＦＲ信号の切替えに伴い、セグメ
ントとコモンの電圧が大きな幅で変化するため、セグメ
ント信号とコモン信号に立上り時間差が生じ、表示にノ
イズが発生し品位を損うことがあったが、ＦＲの切替え
を表示領域外に設定することは容易であり、このノイズ
発生の心配もなくなる。本例では１／１０デューティで
行っているが、１／１１デューティにすることにより解
決される。従来は複数水平走査毎に表示領域内でＦＲを
切替えることにより、均一化を図るため、このノイズの
発生を避けることはできなかった。

【００３０】上記均一化により、ドライバ毎の、あるい
は上下分割毎の表示パターンの負荷の相違による表示ム
ラも同様に解消される。図２７はセグメント・ドライバ
（図９参照）および図１４に示す真理値表に基づく出力
部の構成を示したものである。同図において、ＬＬＸｉ
およびＬＸｉによりデータ信号が０から１に、あるいは
１から０に変化するのか、それとも０または１のまま連
続するのかを検知し、連続する場合にはＣ0の期間につ
いて反対側のレベルすなわち、０の場合は１を選択し、
１の場合には０を選択し、意図的に信号を変化させスリ
ット期間を設ける。

【００３１】なお、液晶パネルの透明電極の抵抗値、容
量等は機種毎に異なる。また、リンギング等を含めた波
形の歪みも機種毎に異なる。これらをトータルして個々
の機種毎に最適なスリットを選ぶことが容易である。さ
らに、従来の表示コントローラに何等変更を加えること
なく、実施できることは、実使用を図る上で大きな利点
である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の液晶駆動
方式によれば、表示パターンに左右されない形に表示印
加電圧を加工しているため、クロストークを解消するこ
とができ、高品位な画質を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の表示システム図である。

【図２】実施例を説明するための表示パターン図であ
る。

【図３】実施例を説明するためのセグメント・ドライバ
のブロック図である。

【図４】実施例を説明するためのコモン・ドライバのブ
ロック図である。

【図５】実施例のＯＦＦドット（Ｘ2，Ｘ4）の駆動波形
図である。

【図６】実施例のＯＦＦドット（Ｘ3，Ｘ4）の駆動波形
図である。

【図７】実施例のＯＮドット（Ｘ13，Ｙ4）の駆動波形
図である。

【図８】実施例のＯＮドット（Ｘ15，Ｙ4）の駆動波形
図である。

【図９】実施例のセグメントドライバの第１の構成を示
すブロック図である。

【図１０】実施例のセグメントドライバの第２の構成を
示すブロック図である。

【図１１】実施例のセグメントドライバの第３の構成を
示すブロック図である。

【図１２】実施例のセグメントドライバの第４の構成を
示すブロック図である。

【図１３】実施例に係る入力データと液晶駆動出力の関
係を示す真理値図表である。

【図１４】実施例に係る入力データと液晶駆動出力の関
係を示す真理値図表である。

【図１５】実施例に係るセグメント出力が６レベルの場
合を示す真理値図表である。

【図１６】実施例のタイムチャートである。

【図１７】実施例のタイムチャートである。

【図１８】実施例の波形の鈍りを示す波形図である。

【図１９】実施例に係るセグメント出力が６レベルの場
合を示す駆動波形図である。

【図２０】実施例に係るセグメント出力が６レベルの場
合を示す駆動波形図である。

【図２１】実施例に係るセグメント出力が６レベルの場
合を示す駆動波形図である。

【図２２】実施例のＯＮドット（Ｘ11，Ｙ3）の駆動波
形図である。

【図２３】実施例のＯＮドット（Ｘ11，Ｙ4）の駆動波
形図である。

【図２４】実施例のＯＮドット（Ｘ15，Ｙ4）の駆動波
形図である。

【図２５】実施例のＯＦＦドット（Ｘ3，Ｙ4）の駆動波
形図である。

【図２６】表示パターンによる負荷の不均一を説明する
ための表示パターン図である。

【図２７】実施例の４レベルセグメントドライバのロジ
ック図である。

【符号の説明】

１０ＬＣＤパネル１１セグメント・ドライバ１２コモン・ドライバ１３電源部１４コントロ−ラ１５Ｖ−ＲＡＭ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】デューティ駆動を行う液晶マトリクス表
示パネルの駆動方式において、データ信号であるセグメント信号のＯＮからＯＦＦある
いはＯＦＦからＯＮへ変化する時と等価な波形の鈍りを
生成し表示印加電圧として与えることにより液晶駆動の
実効値を等しくし、それにより印加電圧を反転させるこ
となく、かつ表示パターンに依存しないで１フレーム内
でのクロストークを解消することを特徴とする液晶駆動
方式。