JPH0573008A - 液晶表示装置の駆動方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成により多階調化と温度補償の簡素
化を実現した液晶表示装置の駆動方式を提供する。 【構成】 ２フレームにより白と黒の表示を交互に行
い、そのときの温度依存性を無視できる一定の透過率が
得られる駆動電圧を探し出し、その時の電圧を第１駆動
電圧とし、それより絶対値的に大きな電圧を第２駆動電
圧とし、実質的な零電圧を第３駆動電圧としてこれらを
組み合わせて中間階調表示を行わせる。 【効果】 第１駆動電圧による中間階調が温度依存性を
持たないから温度補償の簡素化ができるとともに、それ
との組み合わせにより中間階調を増加させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶表示装置の駆動
方式に関し、特に１／２ＦＲＣの駆動方式に利用して有
効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶による階調表示技術の１つとして、
ＦＲＣ（Ｆrame Rate Control)がある。この技術は、フ
レーム間で表示のデータをコントロールして液晶駆動電
圧の実効値を変えることによって階調表示を行うように
するものである。このＦＲＣに関しては、例えば１９９
１年発行、『フラットパネル・ディスプレイ’９１』頁
１７３〜頁１８０日経エレクトロニクス、日経マイクロ
デバイス編がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】液晶は温度依存性を持
つため、階調を一定に保つためには液晶の駆動電圧の温
度補正を行う必要がある。この温度補償のためには、温
度検出及び液晶の駆動電圧可変回路が必要となり、部品
点数増加することの他補正の精度自体にも問題がある。
この発明の目的は、簡単な構成により多階調化と温度補
償の簡素化を実現した液晶表示装置の駆動方式を提供す
ることにある。この発明の前記ならびにそのほかの目的
と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明
らかになるであろう。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、２フレームにより白と黒の
表示を交互に行い、そのときの温度依存性を無視できる
一定の透過率が得られる駆動電圧を探し出し、その時の
電圧を第１駆動電圧とし、それより絶対値的に大きな電
圧を第２駆動電圧とし、実質的な零電圧を第３駆動電圧
としてこれらを組み合わせて中間階調表示を行わせる。

【０００５】

【作用】上記した手段によれば、第１駆動電圧による中
間階調が温度依存性を持たないから温度補償の簡素化が
できるとともに、それとの組み合わせにより中間階調を
増加させることができる。

【０００６】

【実施例】図１には、この発明に係る液晶表示装置の駆
動方式の一実施例の基本原理を説明するための駆動電圧
と透過率の特性図が示されている。この実施例では、１
／２ＦＲＣにより中間階調を得るものであるが、非点灯
（黒レベル）の駆動電圧が２つ設けられる。駆動電圧Ｖ
１は、従来と同様に液晶の透過率がほぼ０（実際には後
述するように１％程度）になる電圧である。この駆動電
圧Ｖ１とは別に、それより絶対値的に小さな駆動電圧Ｖ
１’が設けられる。この駆動電圧Ｖ１’は、後述するよ
うに１／２ＦＲＣを行ったときに温度に無関係に透過率
が一定になる電圧が選ばれる。なお、Ｖ２，Ｖ２’は交
流駆動の場合の負電圧を示す。

【０００７】レベル０は、上記駆動電圧Ｖ１とＶ１’と
をフレーム毎に交互に印加して形成される黒レベルであ
る。レベル１は、駆動電圧Ｖ１と透過率１００％の電圧
Ｖ０とをフレーム毎に交互に印加して形成される明るい
黒レベルである。レベル２は駆動電圧Ｖ１’と透過率１
００％の電圧Ｖ０とをフレーム毎に交互に印加して形成
される暗い白レベルである。そして、レベル３は、上記
電圧Ｖ０による白レベルである。このように、この実施
例では、１／２ＦＲＣにより、４つの階調を得ることが
でき、従来の１／２ＦＲＣでの白レベル、中間レベル及
び黒レベルの３階調より多く階調を得ることができる。

【０００８】従来のＦＲＣでは、上記のような４階調を
得るときには１／３ＦＲＣにより行うものである。すな
わち、３フレーム中に２フレームにわたって点灯させる
ことにより２／３階調を、３フレーム中に１フレームだ
け点灯させることにより１／３階調をそれぞれ得るよう
にするものである。液晶表示パネルの実用的なフレーム
周波数は６０Ｈｚ程度であるので、１／３ＦＲＣでは画
素の輝度変化が２０Ｈｚのように低下するのでフリッカ
現象が生じ易くなる。これに対して、この実施例では、
１／２ＦＲＣにより４階調を実現でき、そのときの輝度
変化はフレーム周波数が６０Ｈｚのときでも３０Ｈｚの
ように高くでき、フリッカ現象が実際上問題になること
がない。

【０００９】図２には、上記１走査ライン上にレベル０
を得るときの駆動電圧の一実施例の波形図が示されてい
る。液晶に直流電圧が印加されるのを防ぐために、言い
換えるならば、交流駆動を行うために、液晶交流化信号
Ｍによって極性が切り換えられる。すなわち、液晶のコ
モン電極の電圧Ｖcom に対して正の電圧Ｖ１，Ｖ１’
（又は負け電圧Ｖ２，Ｖ２’）を液晶交流化信号Ｍに従
って水平方向１周期にわたって交互に供給するものであ
る。

【００１０】図３には、階調毎の表示例のパターン図が
示されている。同図には、５走査線分の表示例が示され
ている。レベル０（黒）は、次のような駆動電圧より形
成される。交流化信号Ｍがロウレベルのときには、正電
圧の書き込みが行われる。すなわち、第１走査線上の画
素に対しては１フレームでは駆動電圧Ｖ１が供給され、
２フレームでは駆動電圧Ｖ１’が供給される。そして、
交流化信号Ｍがハイレベルのときには、負電圧の書き込
みが行われる。すなわち、第３フレームでは駆動電圧Ｖ
２が供給され、第４フレームでは駆動電圧Ｖ２’が供給
される。

【００１１】特に制限されないが、この実施例では複数
の走査線にわたって同じ０レベルを表示するときには、
上記第２走査線の画素の下側に設けられる第２走査線の
画素では、フレーム毎の電圧の印加順序が逆にされる。
すなわち、第２走査線上の画素に対しては１フレームで
は駆動電圧Ｖ１’が供給され、２フレームでは駆動電圧
Ｖ１が供給される。そして、交流化信号Ｍがハイレベル
にされる第３フレームでは駆動電圧Ｖ２’が供給され、
第４フレームでは駆動電圧Ｖ２が供給される。以下、同
様なパターンにより、第３走査線と第５走査線の画素
は、上記第１走査線の画素と同様に、第４走査線の画素
は上記第２走査線の画素と同様にそれぞれ駆動電圧が供
給される。このような構成を採ることにより、画面全体
でみたとき黒レベルが多少異なる画素が互いに隣接する
ように表示されるため、全体として均一な黒レベルを表
示できる。

【００１２】レベル１（明るい黒）は、次のような駆動
電圧より形成される。交流化信号Ｍがロウレベルのとき
には、上記同様に正電圧の書き込みが行われる。すなわ
ち、第１走査線上の画素に対しては１フレームでは駆動
電圧Ｖ１が供給され、２フレームでは駆動電圧Ｖ０が供
給される。そして、交流化信号Ｍがハイレベルのときに
は、負電圧の書き込みが行われる。すなわち、第３フレ
ームでは駆動電圧Ｖ２が供給され、第４フレームでは駆
動電圧Ｖ０が供給される。

【００１３】特に制限されないが、この実施例では複数
の走査線にわたって同じ１レベルを表示するときには、
上記第２走査線の画素の下側に設けられる第２走査線の
画素では、フレーム毎の電圧の印加順序が逆にされる。
すなわち、第２走査線上の画素に対しては１フレームで
は駆動電圧Ｖ０が供給され、２フレームでは駆動電圧Ｖ
１が供給される。そして、交流化信号Ｍがハイレベルに
される第３フレームでは駆動電圧Ｖ０が供給され、第４
フレームでは駆動電圧Ｖ２が供給される。以下、同様な
パターンにより、第３走査線と第５走査線の画素は、上
記第１走査線の画素と同様に、第４走査線の画素は上記
第２走査線の画素と同様にそれぞれ駆動電圧が供給され
る。このような構成を採ることにより、画面全体でみた
とき黒と白とが互いに隣接するように表示されるため、
それらが交じりあって全体として均一な明るい黒レベル
を表示できる。

【００１４】レベル２（暗い白）は、次のような駆動電
圧より形成される。交流化信号Ｍがロウレベルのときに
は、上記同様に正電圧の書き込みが行われる。すなわ
ち、第１走査線上の画素に対しては１フレームでは駆動
電圧Ｖ１’が供給され、２フレームでは駆動電圧Ｖ０が
供給される。そして、交流化信号Ｍがハイレベルのとき
には、負電圧の書き込みが行われる。すなわち、第３フ
レームでは駆動電圧Ｖ２’が供給され、第４フレームで
は駆動電圧Ｖ０が供給される。

【００１５】特に制限されないが、この実施例では複数
の走査線にわたって同じ１レベルを表示するときには、
上記第２走査線の画素の下側に設けられる第２走査線の
画素では、フレーム毎の電圧の印加順序が逆にされる。
すなわち、第２走査線上の画素に対しては１フレームで
は駆動電圧Ｖ０が供給され、２フレームでは駆動電圧Ｖ
１’が供給される。そして、交流化信号Ｍがハイレベル
にされる第３フレームでは駆動電圧Ｖ０が供給され、第
４フレームでは駆動電圧Ｖ２’が供給される。以下、同
様なパターンにより、第３走査線と第５走査線の画素
は、上記第１走査線の画素と同様に、第４走査線の画素
は上記第２走査線の画素と同様にそれぞれ駆動電圧が供
給される。このような構成を採ることにより、画面全体
でみたとき黒と白とが互いに隣接するように表示される
ため、それらが交じりあって全体として均一な暗い白レ
ベルを表示できる。そして、レベル４（白）は、全フレ
ームにわたって透過率１００％に対応した電圧Ｖ０、実
際にはコモン電極の電圧Ｖcom と同じ電圧が供給され
る。

【００１６】図４には、液晶の温度依存性を説明するた
めの特性図が示されている。液晶駆動電圧と透過率との
関係は、同図のように温度依存性を持つ。同図におい
て、破線は０℃のときの特性を示し、実線は３０℃のと
きの特性を示し、点線は６０℃のときの特性を示す。す
なわち、液晶の透過率は、駆動電圧が同じなら温度の上
昇に伴って低下する傾向にある。静的にみると、液晶の
透過率は、駆動電圧が５Ｖ付近からそれ以上のときには
透過率が温度に無関係に１％程度のほぼ一定になる。

【００１７】図５には、本願発明者において求められた
１／２ＦＲＣを行ったときの透過率と駆動電圧の温度特
性図が示されている。１／２ＦＲＣを行ったときの透過
率も液晶の透過率が温度依存性を持つ。しかし、駆動電
圧が５Ｖ付近では、０℃の特性と３０℃の特性と６０℃
の特性が一点で交わる交点があることを本願発明者は発
見した。この交点は、駆動電圧が５Ｖで、その透過率は
約４０％であり、この交点では透過率が温度依存性を持
たないことを意味する。そこで、この本願発明者にあっ
ては、この電圧を前記駆動電圧Ｖ１’（Ｖ２’）として
用い、そのときの透過率によりレベル２の暗い白を実現
する。そして、８Ｖのような大きな駆動電圧を用いた１
／ＦＲＣのときに約１７％の透過率によりレベル１の明
るい黒を実現するものである。

【００１８】上記８Ｖのような駆動電圧Ｖ１にあって
は、同図のように温度依存性を持つため、Ｖ１（Ｖ２）
を外部のボリュウム等で設定するか、温度センサー出力
により自動的に補正するようにすればよい。

【００１９】図６には、駆動電圧発生回路の一実施例の
ブロック図が示されている。電圧発生回路は、絶対値的
に大きくされた駆動電圧Ｖ１とＶ２が形成する回路と、
上記温度依存性を持たない駆動電圧Ｖ１’，Ｖ２’する
回路とから構成される。これらの電圧は、ボルリュウム
等により可変可能にされる。すなわち、液晶の特性のバ
ラツキ等に対応して上記駆動電圧Ｖ１’，Ｖ２’にあっ
ては微調整が必要であり、駆動電圧Ｖ１，Ｖ２では温度
補正を行う必要があるからである。

【００２０】交流化信号Ｍにより形成される選択信号に
より、切り替え回路では上記駆動電圧Ｖ１，Ｖ１’又は
Ｖ２，Ｖ２’からなる電圧Ｖsig を出力させる。これら
の電圧Ｖsig は、図７に示されているように１水平周期
毎にＶ１，Ｖ２とＶ１’，Ｖ２’のように切り替えられ
る。電圧発生回路により、透過率１００％に対応した電
圧Ｖ０とコモン電圧Ｖcom がそれぞれ形成されてバッフ
ァ回路を通して出力される。そして、この電圧Ｖ０は、
図８に示されるように加算器により加算されてバッファ
回路を通してＴＦＴドライバに対して正の駆動電圧Ｖ
１，Ｖ１’として出力され、減算器により減算されて負
の電圧Ｖ２，Ｖ２’として出力される。

【００２１】上記の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 （１） ２フレームにより白と黒の表示を交互に行い、
そのときの温度依存性を無視できる一定の透過率が得ら
れる駆動電圧を探し出し、その時の電圧を第１駆動電圧
とし、それより絶対値的に大きな電圧を第２駆動電圧と
し、透過率が１００％となる電圧を第３駆動電圧として
これらを組み合わせて中間階調表示を行わせる。この方
式にあっては、第１駆動電圧を用いた中間階調が温度依
存性を持たないから温度補償の簡素化ができるという効
果が得られる。 （２） 第１駆動電圧又は第２駆動電圧と第３駆動電圧
との組み合わせにより１／２ＦＲＣを用いつつ、中間階
調レベルが２つに増加させることができるという効果が
得られる。

【００２２】以上本発明者よりなされた発明を実施例に
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変更可能であることはいうまでもない。例えば、液晶
表示パネルは、単純マトリックス構成のものであっても
よい。すなわち、この実施例のＦＲＣでは、フレーム毎
の画素データの点灯／非点灯の組み合わせによって中間
階調表示を行うものであるからである。液晶の駆動電圧
と点灯／非点灯の関係は、液晶を挟んで設けられる偏光
板の方向を直交する等のようにして、駆動電圧の印加に
より点灯（透過率１００％）させるようにしてもよい。
液晶の交流駆動のための正と負の駆動電圧は、液晶を駆
動するに必要な電圧を直接発生しておいて、切り替え回
路を通して出力させるようにするもの等種々の実施形態
を採ることができる。

【００２３】各画素において、カラーフィルタを設けて
多色カラー表示を行うようにするものであってもよい。
カラー表示のときの１組の画素の組み合わせは、３
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）×２（列）×２（行）＝１２個の画素を
単位として上記のような組み合わせの駆動電圧を供給す
るものであっもよい。すなわち、各色別にみると、２×
２の画素を単位として、左列の画素は図３の第１走査線
と第２走査線のような組み合わせにより駆動し、右列の
画素は１フレームのとき２フレームのような組み合わせ
により駆動し、２フレームのときには１フレームのよう
な組み合わせにより駆動する。この関係は、３フレーム
と４フレームにおいても同様である。この発明は、液晶
表示装置の駆動方式としてとして広く利用できる。

【００２４】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、２フレームにより白と黒の
表示を交互に行い、そのときの温度依存性を無視できる
一定の透過率が得られる駆動電圧を探し出し、その時の
電圧を第１駆動電圧とし、それより絶対値的に大きな電
圧を第２駆動電圧とし、実質的な零電圧を第３駆動電圧
としてこれらを組み合わせて中間階調表示を行わせる。
この方式にあっては、第１駆動電圧を用いた中間階調が
温度依存性を持たないから温度補償の簡素化ができると
ともに、第１駆動電圧又は第２駆動電圧と第３駆動電圧
との組み合わせにより１／２ＦＲＣを用いつつ中間階調
レベルを２つに増加させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る液晶表示装置の駆動方式の一実
施例の基本原理を説明するための駆動電圧と透過率の特
性図である。

【図２】この発明に係る液晶表示装置の駆動方式におけ
るレベル０を得るときの駆動電圧の一実施例を示す波形
図である。

【図３】この発明に係る液晶表示装置の駆動方式におけ
る階調毎の表示例を示すパターン図である。

【図４】液晶の温度依存性を説明するための特性図であ
る。

【図５】本願発明者において求められた１／２ＦＲＣを
行ったときの透過率と駆動電圧関係を示す温度特性図で
ある。

【図６】この発明に係る液晶表示装置の駆動方式に用い
られる駆動電圧発生回路の一実施例を示すブロック図で
ある。

【図７】図６の駆動電圧発生回路における切り替え回路
の出力電圧の波形図である。

【図８】図６の駆動電圧発生回路における加算出力と減
算出力の波形図である。

【符号の説明】

Ｖ１，Ｖ２…駆動電圧（第２駆動電圧）、Ｖ１’，Ｖ
２’…駆動電圧（第１駆動電圧）、Ｖ０…駆動電圧（第
３駆動電圧）、Ｖcom …コモン電圧。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２フレームにより白と黒の表示を交互に
   行い、そのときの温度依存性を無視できる一定の透過率
   が得られる駆動電圧を探し出し、その時の電圧を第１駆
   動電圧とし、それより絶対値的に大きな電圧を第２駆動
   電圧とし、実質的な零電圧を第３駆動電圧としてこれら
   を組み合わせて中間階調表示を行わせることを特徴とす
   る液晶表示装置の駆動方式。
2. 【請求項２】 上記駆動電圧の組み合わせは、第１駆動
   電圧と第２駆動電圧がフレーム毎に交互に印加されてな
   るレベル０と、第２駆動電圧と第３駆動電圧とがフレー
   ム毎に印加されてなるレベル１と、第１駆動電圧と第３
   駆動電圧とがフレーム毎に交互に印加されてなるレベル
   ２と、第３駆動電圧が２フレームにわたって印加されて
   なるレベル３とからなる４階調を構成するものであるこ
   とを特徴とする請求項１の液晶表示装置の駆動方式。
3. 【請求項３】 上記第２駆動電圧に対しては温度補償の
   ための電圧調整が行われるものであることを特徴とする
   請求項１又は請求項２の液晶表示装置の駆動方式。