JPH07129128A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表示画像のクロストークの発生を抑えて良好
な表示を実現することができる液晶表示装置であって、
しかも簡易な構造で製造も容易な液晶表示装を提供す
る。 【構成】 本発明の液晶表示装置は、たとえどのような
関数の走査電圧波形を用いる場合でも、信号電極２に発
生しようとする歪み電圧の実効値に相当する電圧を走査
電圧から演算増幅回路１１または走査データ和演算増幅
回路９０１により信号電圧に対してフィードフォワード
制御を掛けて補正して、その信号電極２に生じようとす
る歪み電圧を打ち消すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置に係り、特
にクロストークを解消して良好な画像表示を実現する液
晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、その薄型、軽量、低消
費電力などの特長を生かして、パーソナルワープロやパ
ーソナルコンピュータのディスプレイデバイスとして多
く利用されるようになってきた。

【０００３】このようなディスプレイデバイスに利用さ
れる液晶表示装置には、多桁（多画素表示や高品位表示
などが要求されている。このような要求に対応するため
に、ＳＴＮ（スーパーツイステッドネマティック）型液
晶表示素子に代表される単純マトリクス型液晶表示素子
の画素数（走査電極数×信号電極数）は著しく増加して
きており、またこれに伴なって液晶表示素子の駆動周波
数（駆動電圧パルスの周波数）も増加している。

【０００４】例えば走査電極が 200本、信号電極が 640
本の 2値表示の液晶表示素子は、走査電極 1本分の走査
時間に相当する時間、即ち駆動電圧の最小パルス幅は60
〜70μｓ程度まで短いものとなっている。

【０００５】一般に、液晶表示素子の各画素ごとの液晶
セルは、等価回路でコンデンサ（静電容量）として表す
ことができる。また液晶表示素子を駆動するためのドラ
イバＩＣなどの駆動回路系には出力インピーダンスが存
在しており、これは一般的に電気抵抗として等価回路で
表わすことができる。

【０００６】単純マトリクス型液晶表示素子では方形波
パルスの組み合わせによって駆動されるが、ドライバＩ
Ｃの出力抵抗をはじめとしてドライバＩＣと液晶表示素
子の接続抵抗や液晶表示素子の走査電極や信号電極の電
気抵抗と液晶層の静電容量とに起因して、駆動電圧波形
に歪みや鈍りが発生する。

【０００７】これら駆動電圧波形の歪みや鈍りは、液晶
層に印加される電圧の低下または上昇を招き、これが液
晶表示素子の画面内での光の透過率の位置的なばらつ
き、いわゆるクロストークと呼ばれる表示むらの現象と
なって表示画面上に現れる。

【０００８】単純マトリクス型液晶表示素子において最
もクロストークの発生に関与する主因は、走査電極や信
号電極に発生する電圧歪みに起因した液晶印加電圧の変
動であると言える。この現象の一例を以下に説明する。

【０００９】図１０（ａ）は、従来のＸＹ単純マトリク
ス型液晶表示装置の走査電極 1本の回路構成を部分的に
抜き出して等価回路で表したものである。ここで、Ｒ１
００１は走査電極ドライバ（図示省略）の出力（内部）
抵抗および走査電極ドライバと液晶表示素子との接続抵
抗および液晶表示素子の走査電極Ｙ_n の電極（内部）抵
抗の総和であり、Ｃ_LCは走査電極（Ｙ_n ）１００３の電
極 1本分の液晶層１００２の静電容量である。

【００１０】液晶表示素子は一般に交流的な液晶印加電
圧によって駆動される。そこでこの従来例では図１０
（ｃ）に示すように走査ドライバ回路が基準電位Ｖcom
を中心として極性反転する走査選択パルスおよび±Ｖre
v 間を極性反転する非走査選択時電圧Ｖ2 を出力してい
る場合を一例として示す。また、信号ドライバ回路は図
１０（ｂ）に示すような±Ｖrev 間を極性反転する信号
電圧Ｖ1 を出力しているものとする。

【００１１】この等価回路において信号ドライバ回路側
から方形波状の信号電圧Ｖ1 が信号電極１００４に印加
される場合を考えると、上記のＣ_LCとＲとの接続点にお
いて、時定数Ｃ_LC・Ｒに基づく図１０（ｄ）の波形グラ
フに示すようなスパイク電圧歪みＶ3 が生じる。その結
果、液晶層１００２に印加される液晶印加電圧は図１０
（ｅ）に示すようにスパイク電圧歪みＶ3 分だけ削がれ
たような歪みを有する波形となる。このような信号電極
１００４に印加された電圧が液晶層１００２を介しての
誘導によって走査電極１００３の電圧にスパイク状など
の歪み電圧を生じさせ、液晶印加電圧波形の実効値電圧
の不均一な低下または上昇を招く。その結果、液晶表示
素子の画面に表示むら（クロストーク）が発生する。ま
た逆に走査電極１００３の電圧から信号電極１００４の
電圧が液晶層１００２を介して誘導を受けて、信号電極
１００４に歪み電圧が生じることも上記と同様の作用に
よって起こり、これがクロストークを引き起こす。

【００１２】しかも実際の液晶表示装置では走査電極は
一般に 200本以上形成されていることが普通で、駆動デ
ューティ比も1/200 程度以下で駆動電圧のパルス幅が短
いために、上記のような波形なまりや電圧歪みの影響は
さらに顕著になる。

【００１３】また上記のような電気抵抗Ｒの存在は、ド
ライバＩＣの出力端子電圧が外部から印加される電圧波
形によって変動しやすい、即ち電圧歪みが発生しやすい
ことも意味している。

【００１４】さらに、液晶表示素子の走査電極１００
３、信号電極１００４には酸化スズやＩＴＯ（酸化イン
ジウム）からなる透明電極が一般的に用いられている
が、このような透明電極は電気抵抗が比較的大きいこと
から、これらの電極１００３、１００には前記した波形
鈍りや歪み電圧がより顕著に発生することになる。

【００１５】このように、信号電極の電圧から液晶層１
００２の容量結合を介して誘導されて走査電極の電圧が
変化することに起因して液晶印加電圧波形に歪みが生
じ、これが表示画面上で表示の濃淡むら、いわゆるクロ
ストークとなって現れる。

【００１６】また逆に、走査電極１００３の電圧から誘
導されて信号電極１００４の電圧が変化することに起因
してクロストークが発生する。

【００１７】このような表示むらを解消するために、例
えばＳＴＮ型液晶表示素子に対する適用を企図した技術
として、特開平2-171718号公報やＳＩＤ´90 Digest p.
413に開示された技術が検討されている。これは、信号
ドライバ回路から出力される表示データを走査ドライバ
回路へ印加する電圧に変換し、この電圧を微小変化させ
ることで走査ドライバ回路の出力端子の電圧変動を相殺
させるという方法である。

【００１８】しかしながら、上記のような従来の技術に
おいては、表示データに対応して歪み電圧を補正するた
めにあらかじめ設定しておいたの微小電圧に基づいて歪
み電圧の相殺を行なおうとするもので、例えばドライバ
回路から出力する液晶駆動電圧を変化させてコントラス
トの変化や階調表現を行なう装置の場合では、液晶駆動
電圧の変化にともなって電圧歪みの大きさも変化するの
で、歪み電圧を補正するために必要十分な電圧は当初に
最適な補正値として設定した補正電圧からずれてしまう
という問題がある。

【００１９】あるいは、その都度最適な補正電圧に再設
定する調整回路を付加することも案出されるが、このよ
うな調整回路を有しかつ微小電圧の設定を表示データに
基づいて行なう回路を組み込むことは、液晶駆動回路系
の構造を極めて煩雑なものとするという問題がある。

【００２０】また、走査電極や信号電極の電気抵抗を低
減することで歪み電圧や液晶印加電圧の波形鈍りの大き
さを低減しようとする方法も案出されており、例えば走
査電極等を形成している透明電極上での電圧波形の均一
化という観点から透明電極のわきに並列して金属の配線
を這わせるなどして透明電極の見かけの電気抵抗を低減
することなどが考えられる。

【００２１】しかしながら、このような方法では、液晶
表示素子内部の構造が煩雑となるという問題がある。ま
た製造も容易ではなく製造コストも高くなるという問題
もある。

【００２２】また、歪み電圧や液晶印加電圧の波形鈍り
を抑えるために出力抵抗の極めて小さいドライバＩＣを
用いることも案出されるが、このような極めて特殊なド
ライバＩＣの開発は容易ではなく、また高価で実用的で
はないという問題もある。

【００２３】ところで、駆動法を別の観点から見ると、
応答速度の速い単純マトリックスＬＣＤの駆動方法とし
てＳＩＤ´92 Digest p.228 〜p.231 およびp.232 〜p.
235に開示されたActive Addressing MethodまたはMulti
ple Line Selection Methodと呼ばれる方法がある。

【００２４】一般の電圧平均化法では、 1フレーム期間
内にごく短時間の高い電圧の選択パルスとそれ以外の期
間の低電圧の非選択時電圧とを有する波形の走査電圧が
液晶に印加される。これに対して前記のActive Address
ing Methodのような駆動方法では、任意の正規直交系関
数で構成された走査波形Ｆi(ｔ) と多値の信号波形Ｇj
(ｔ) とが与えられ、この結果液晶に印加される電圧の
合成波形はフレーム期間内で分散されたものとなる。し
たがって、応答速度の速い液晶表示素子を用いた場合に
は、従来の一般的な電圧平均化法では選択パルスに追従
していわゆる「フレーム応答」状態となりコントラスト
比が低下していたのに対して、前記のActive Addressin
g Methodのような駆動方法によれば高いコントラスト比
が得られるという利点がある。

【００２５】しかしながら、前記のActive Addressing
Methodのような方法では、走査電圧波形として正規直交
系関数に基づく波形が印加されるので、上述したような
走査電圧の変化が液晶層を介して信号電極に対して誘導
を引き起こし、スパイク状の歪み電圧が信号電圧に生じ
ることになる。従って、このような駆動法を用いた液晶
表示装置においては、走査電圧波形の形成に用いる関数
の種類によっては、一般の電圧平均化法に比べて信号電
極駆動波形歪みの点からは、より一層クロストークが発
生しやすくなるという問題がある。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
液晶表示装置においては、ドライバＩＣの出力抵抗やド
ライバＩＣと液晶表示素子との接続抵抗や液晶表示素子
の駆動用電極抵抗の総和と液晶層の静電容量とに起因し
て発生する電圧歪みにより、液晶印加電圧にスパイク歪
みのような歪み電圧が発生し、表示画面に表示むら（ク
ロストーク）が発生するという問題があった。

【００２７】そしてこれを解消するために提案された既
知の技術では、最適な補正電圧がずれるといった問題
や、装置が煩雑になる、あるいは高価になるなどの問題
や、用いる関数によってはむしろ表示むらが増大すると
いう問題があった。

【００２８】本発明はこのような問題を解決するために
成されたもので、その目的は、液晶表示装置において、
画面に表示むら（クロストーク）が発生するという問題
を簡易で低廉な手段によって解決し、高品位な画像表示
を実現することにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】複数の走査電極が形成さ
れた走査電極基板と前記複数の走査電極に間隙を維持し
て交差するように対向配置される複数の信号電極が形成
された信号電極基板と前記走査電極および前記信号電極
の間に封入挟持された液晶層とを有する液晶表示素子
と、前記走査電極に接続されて走査電圧を印加する走査
ドライバ回路と、前記信号電極に接続されて信号電圧を
印加する信号ドライバ回路と、前記走査電圧の波形を決
定するための走査データを前記走査ドライバ回路に入力
する走査データ発生回路と、前記信号電圧の波形を決定
するための信号データを前記信号ドライバ回路に入力す
る信号データ発生回路とを備え、前記信号データに基づ
いて前記信号ドライバ回路の複数の出力端の電圧が形成
されるとともに前記走査電極のうち 2本以上の走査電極
を同時に選択して前記液晶表示素子を駆動する液晶表示
装置において、前記液晶表示素子は、前記複数の走査電
極それぞれに一端が接続された電気容量または電気抵抗
と、前記電気容量または前記電気抵抗の他端が接続され
該他端が接続された部分の前記走査電極から電圧を一括
して検出する検出電極とを具備し、前記信号ドライバ回
路は、前記信号電圧を形成するための電位を出力する信
号電圧電源回路と、該信号電圧電源回路から出力される
前記電位に前記検出電極から一括して検出された電圧を
演算増幅して重畳する演算増幅回路とを具備して、前記
走査電極の電圧を前記検出電極で検出し該電圧を演算増
幅して前記信号電圧に重畳して、前記信号電極の電圧に
発生しようとする歪み電圧を抑止することを特徴として
いる。

【００３０】また、複数の走査電極が形成された走査電
極基板と前記複数の走査電極に間隙を維持して交差する
ように対向配置される複数の信号電極が形成された信号
電極基板と前記走査電極および前記信号電極の間に封入
挟持された液晶層とを有する液晶表示素子と、前記走査
電極に接続されて走査電圧を印加する走査ドライバ回路
と、前記信号電極に接続されて信号電圧を印加する信号
ドライバ回路と、前記走査電圧の波形を決定するための
走査データを前記走査ドライバ回路に入力する走査デー
タ発生回路と、前記信号電圧の波形を決定するための信
号データを前記信号ドライバ回路に入力する信号データ
発生回路とを備え、前記信号データに基づいて前記信号
ドライバ回路の複数の出力端の電圧が形成されるととも
に前記走査電極のうち 2本以上の走査電極を同時に選択
して前記液晶表示素子を駆動する液晶表示装置におい
て、前記信号ドライバ回路は、前記走査データの和を演
算増幅した電圧を出力する走査データ和演算増幅回路
と、前記信号電圧を形成するための電位を出力する信号
電圧電源回路と、該信号電圧電源回路から出力される前
記電位に前記走査データ和演算増幅回路から出力された
電圧を演算増幅して重畳する演算増幅回路とを具備し
て、前記走査電極の電圧を演算増幅して前記信号電圧に
重畳し、前記信号電極の電圧に発生しようとする歪み電
圧を抑止することを特徴としている。

【００３１】本発明の技術は、ＴＮ（Twisted Nematic
）型液晶表示素子や、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic
）型液晶表示素子や、ＧＨ（Guest host）型液晶表示
素子、高分子分散型液晶表示素子、強誘電性液晶表示素
子などを用いたＸＹマトリックス型の液晶表示装置にお
いて好適で、その駆動における走査電圧の波形歪みに起
因する表示むら（クロストーク）の除去に大きな効果を
発揮することができる。

【００３２】

【作用】本発明に係る液晶表示装置は、信号電極の電圧
が走査電極から誘導される電圧により発生する歪み電圧
に相当する信号電極の電圧の実効値の変動分（低下分ま
たは増加分）を補正するような大きさの補正電圧を逆極
性（逆方向の変位）で信号電極に印加して、前記の歪み
電圧を相殺する。

【００３３】このような本発明に係る液晶表示装置の信
号ドライバ回路および演算増幅回路は、信号電極に歪み
電圧を発生させる原因となる走査電極に印加された電圧
を取り出して信号ドライバ回路へと先回りして補正を掛
けるという意味で、フィードフォワード制御と言うこと
もできる。このようなフィードフォワードの補正動作を
行なう電圧としては信号電圧の波形鈍りや歪みの原因と
なる走査電圧自体から形成して（取り出して）いるた
め、その補正動作のタイミングを常に正確かつ簡易に信
号電圧に対して同期させることができる。このように、
本発明の液晶表示装置は、たとえどのような関数に基づ
いた走査電圧波形を用いる場合でも、信号電極に発生す
る波形歪み電圧の実効値に相当する電圧をフィードフォ
ワード制御により補正して、その信号電極の電圧に生じ
ようとする歪み電圧を抑止して、表示の濃淡むら（クロ
ストーク）を常に効果的に解消して良好な画像表示を実
現することができる。

【００３４】したがって、本発明に係る技術は、例えば
Active Addressing MethodやMultiple Line Selection
Methodなどの任意の正規直交系関数で構成された走査波
形が用いられる駆動方法のように、複数の走査電極に供
給される電圧値を時間的に不均一に変化させる場合に特
に好適である。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の液晶表示装置の実施例を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００３６】（実施例１）図１は本発明に係る第１の実
施例の液晶表示装置の構成の概要を模式的に示す図であ
る。

【００３７】この液晶表示装置は、ＩＴＯのような透明
電極からなる走査電極１と信号電極２とがマトリックス
状に対向配置され、その間隙に液晶層３が挟持された液
晶表示素子（液晶表示パネル）４と、それを駆動するた
めの走査ドライバ回路５と信号ドライバ回路６とを有す
る。

【００３８】走査ドライバ回路５は、走査電極駆動部７
と、これに電源電圧を与える走査電圧電源回路８とを有
する。

【００３９】信号ドライバ回路６は、信号電極駆動部９
と、これに電源電圧を与える信号電圧電源回路１０と、
演算増幅回路１１とを有する。

【００４０】さらに、液晶表示素子４においては各走査
電極１の端部にそれぞれ電気容量１２が配設されてい
る。これらの電気容量１２は電気的には一端が前記のよ
うに走査電極１に接続され他端が検出電極１３に接続さ
れて、電気容量１２によって検出された走査電極１の電
圧を一括して集めて、配線１４を介して前記の演算増幅
回路１１に接続されている。

【００４１】信号電極２に生じるスパイク波形状の歪み
電圧の原因となる走査電極１の電圧を演算増幅し補正電
圧として用いて、この補正電圧を信号ドライバ回路６内
に設けられた演算増幅回路１１に入力して信号電圧に合
成することによって、前記の歪み電圧に起因した走査電
圧の実効値の変動分（つまり低下分あるいは増加分）を
補正する。このとき合成する電圧が走査電極の電圧に生
じるスパイク波形状の歪み電圧を打ち消すような実効値
および変位方向の電圧となるように、前記の演算増幅回
路１１の演算則および増幅率を設定しておくことは言う
までもない。これにより、走査電極の電圧からの誘導に
起因して信号電極に生じようとするスパイク波形状の歪
み電圧などの実効値の変動を抑止して、クロストークの
発生を解消する。

【００４２】次に、本実施例の液晶表示装置の各部位の
さらに具体的な構造およびその動作を詳述する。

【００４３】図２は、液晶表示素子４の構造を示す図で
ある。この液晶表示素子４としてはＳＴＮ型液晶表示素
子を用いた。画面サイズはＡ 4版、表示容量（画素数）
は 640× 200ドットである。このＳＴＮ型の液晶表示素
子４のセルギャップは約 7μｍで、ラビング配向処理を
施した樹脂からなる配向膜（図示省略）を備えて、液晶
表示素子４のセルギャップ間で液晶層３の液晶分子が 2
40°捩じれるように配向されている。液晶層３の液晶組
成物としてはメルク社製ＺＬＩ−2293を用いた。また走
査電極１および信号電極２の透明電極はＩＴＯから形成
されたものである。本実施例の液晶表示装置は、白黒表
示とするために光学位相補償セル（図示省略）をこの液
晶表示素子のガラス基板２００、２０１の外向き側の主
面上に貼設し、電圧無印加時には黒、電圧印加時には白
の表示が得られる、いわゆるノーマリブラック型の液晶
表示素子として形成した。ガラス基板２０１上に設けら
れた各走査電極１の末端部に対向するように電気容量１
２が形成されている。この電気容量１２は具体的には液
晶層３を介して走査電極１の末端部と対向するようにガ
ラス基板２０１上に設けられた信号電極２と概略同じ電
極形状の検出電極１３と誘電体として走査電極１との間
に挟持された液晶層３とを用いて形成されている。

【００４４】この図２からも明らかなように、走査電極
１の解放端部と検出電極１３とを電極とし、その電極間
に挟持される液晶層３を誘電体として電気容量１２が構
成されているので、本実施例の液晶表示素子４は検出電
極１３を追加するだけで従来の液晶表示素子の構造をほ
とんど変更する必要がなく、極めて簡易に製作すること
ができる。

【００４５】図３は本実施例の液晶表示装置の全体的な
構造を示すブロック図である。

【００４６】液晶表示素子４内の走査電極１、信号電極
２には、それぞれ走査ドライバ回路５、信号ドライバ回
路６が接続されている。

【００４７】走査ドライバ回路５は、走査電極駆動部７
とこれに電源電圧を与えるための走査電圧電源回路８と
を備えている。

【００４８】信号ドライバ回路６は、信号電極駆動部９
とこれに電源電圧を与えるための信号電圧電源回路１０
と、電気容量１２を介して検出電極１３で検出された走
査電極１の電圧を増幅して、この電圧を信号電極２に印
加される以前に信号電圧に先回りしてフィードフォワー
ドさせる演算増幅回路１１とを有している。

【００４９】走査データ発生回路１５は、走査ドライバ
回路５内の走査電極駆動部７に接続されて、走査電極駆
動部７が各走査電極１に対して出力する走査電圧の波形
を制御（決定）するための走査データを発生しこれを走
査電極駆動部７のシフトレジスタ１６に送出する。シフ
トレジスタ１６は、送られてきた走査データをパラレル
データの状態でストレージする。そして走査電極駆動部
７のスイッチ部１７はこのシフトレジスタ１６にストレ
ージされたデータに基づいて制御されてスイッチング動
作を行なって、各走査電極１に対して走査電圧を印加す
る。

【００５０】信号データ発生回路１８は、信号ドライバ
回路６内の信号電極駆動部９に接続されて、信号電極駆
動部９が各信号電極２に対して出力する信号電圧の波形
を制御するための信号データを発生しこれを信号電極駆
動部９のシフトレジスタ・ラッチ１９に送出する。シフ
トレジスタ・ラッチ１９は、送られてきた信号データを
パラレルデータの状態でストレージする。そしてシフト
レジスタ・ラッチ１９にストレージされたデータを論理
回路２１が読み替えて制御データとしてスイッチ部２０
に送出する。スイッチ部２０は論理回路２１から入力さ
れた制御データに基づいてスイッチング動作を行なっ
て、各信号電極２に対して信号電圧を印加する。

【００５１】図３において走査電圧電源回路８と信号電
圧電源回路１０とは図示および説明の簡潔化のために分
割して示したが、実際上は（実態的な回路構造は）一つ
にまとめて図４に示すような駆動電圧電源回路４０１と
して形成することが望ましい。これは、一つにまとめる
ことによって簡潔な構造で精度良くかつ安価にできるか
らである。前記の駆動電圧電源回路４０１は抵抗（Ｒ1
）４０２、抵抗（Ｒ2）４０３、抵抗（Ｒ3 ）４０４を
用いて形成された分圧回路で、外部から入力された電源
入力電位を分圧して電源電位Ｖ1 、Ｖ2 、…Ｖ6 として
それぞれ出力する。このとき、電気容量１２によって検
出され検出電極１３により一括して集められた走査電極
１の電圧はバッファ４０５を介して演算増幅回路４０６
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）（つまり図１における
演算増幅回路１１）の入力端の一端に入力されて、他端
に入力される前記の電源電位と合成されて、電位Ｖ1 、
Ｖ2 、Ｖ4 、Ｖ5 は信号電極駆動部９に送出され、また
電位Ｖ0 、Ｖ3 、Ｖ6 は走査電極駆動部７に送出され
る。

【００５２】上記の走査データ発生回路１８および信号
データ発生回路１５は、明確に分離した回路構成とする
必要はなく、実際には図５に示すように一つの回路系と
してまとめて駆動データ発生回路５００として形成し、
この駆動データ発生回路５００から走査データおよび信
号データそれぞれを出力するようにしてもよいことは言
うまでもない。これは、一つにまとめて回路基板上に形
成すれば、回路構成を簡易化および小型化することがで
きるので好ましいからである。

【００５３】走査データ発生回路１５および信号データ
発生回路１８から主要部が構成された駆動データ発生回
路５００は、例えばＩＤＲＣ´88 DIGEST p.80〜p.85に
開示されたＩＨＡＴ駆動法に基づくもので、図５に示す
ように、順次転送されてくる表示データを一時的に保持
する表示データメモリ５０１と、一周期（フレーム）分
の走査電圧波形データがあらかじめ書き込まれている走
査電圧波形メモリ５０２と、前記の表示データに基づい
て走査電圧波形データから信号波形を演算・生成する信
号波形演算回路５０３とタイミング制御回路５０４とか
らその主要部が構成された駆動データ発生回路５０５と
して一つの回路系として回路基板上にまとめて形成され
ている。

【００５４】表示データメモリ５０１としてはＲＡＭを
用いており、順次転送されてくる表示データの 1画面
（ 640× 200ドット）分のデータを 200行× 640列の配
列Ｉ(i,j）（ i＝ 1〜 200、 j＝ 1〜 640）として一旦
保持し、一列分 3個ずつ並列に演算回路に転送する。走
査電圧波形メモリ５０２としてはＲＯＭを用いており、
あらかじめ 200本の各走査電極１に供給する一周期分の
電圧波形データＦi(ｔ)（ i＝ 1〜 200）があらかじめ
書き込まれており、このデータを各走査電極１および信
号波形演算回路５０３に対して並列に繰り返し出力す
る。この出力はタイミング制御回路５０４により出力タ
イミングが制御される。

【００５５】走査電圧波形Ｆi(ｔ) としては正規直交系
のものが用いられるが、ここでは＋1と− 1の 2値から
なる 256× 256行列のWalsh 関数列の内から 3行分を取
り出して用いるものとした。信号波形演算回路５０３で
は表示データＩと走査電圧波形Ｆとを以下のように演算
して信号ドライバ回路６を介することで信号電圧波形Ｇ
を得る。すなわち、

【数１】 （Ｆ：電圧レベル調整の係数、Ｎ：走査電極数、ここで
は 200）を計算する。この計算を行なう演算回路として
は、図５に示した 3個の排他的論理和演算回路５０５と
この出力結果が接続される図３および図６に示した信号
電極駆動部９の論理回路２１とからその主要部が構成さ
れている。

【００５６】本実施例では、まず＋ 1と− 1と（それぞ
れ正論理、負論理に相当）の 2値で構成される一列分 3
個の表示データと、同じく＋ 1と− 1と（それぞれ正論
理、負論理に相当）の 2値で構成される 3行分の走査電
圧波形データの積を排他的論理和を用いて信号波形演算
回路５０３で計算し、その結果のデータを 3ビット並列
してDATA1 端子より出力する。このデータは後段の信号
ドライバ回路６の信号電極駆動部９に入力される。

【００５７】図６（ａ）、（ｂ）は、信号電極駆動部９
の構造およびそれに用いられる論理真理値表を示す図で
ある。

【００５８】DATA1 端子より入力された 3ビット並列デ
ータABC はクロックパルスCP1 に基づいて分周されたタ
イミングで出力Ｘ1 からＸ640 まで順次転送されてシフ
トレジスタ・ラッチ１９に順次に蓄えられて行く。次段
の論理回路２１では 3ビットの信号ABC の和を図６
（ｂ）に示すような真理値表に基づいたロジックで演算
し、その結果のデータに基づいてY0、Y1、Y2、Y3のうち
の一つを選択する。スイッチ部２０では、Y0、Y1、Y2、
Y3のうちの選択された一つに対応するスイッチを選択
（オン）にして、信号電圧電源回路１０から供給される
電圧Ｖ1 、Ｖ2 、Ｖ4、Ｖ5 のうちから前記の和の結果
に相当する電圧を信号線に出力する。このようにして信
号電極Ｘ1 からＸ640 までそれぞれの出力が決定され
る。こうして例えば図７（ｂ）に示すような信号電極駆
動波形が得られる。

【００５９】一方、走査電極駆動部７では、走査データ
発生回路１８からのWalsh 関数列に基づいた走査データ
を受けて、走査電極Ｙ1 からＹ200 までそれぞれの出力
電位として、走査電圧電源回路８から供給される電位Ｖ
0 、Ｖ3 、Ｖ6 の中から一つの電位を選択する。具体的
にはこの走査電極駆動部７は、図３で説明したように、
走査データDATA2 を順次転送して保持するシフトレジス
タ１６と、走査データによって走査選択期間の走査電位
（Ｖ0 、Ｖ6)または非走査選択時の走査電位（Ｖ3 ) を
選択するスイッチ部１７とからその主要部が形成されて
いる。シフトレジスタ１６は走査データDATA2 を受けて
クロックCP2 によって出力Ｙ1 からＹ200 までデータを
転送する。スイッチ部１７では前記のようにして転送さ
れた走査データに基づいて、電位Ｖ0 、Ｖ3 、Ｖ6 の中
から一つを選択する。

【００６０】すなわち、 1周期（フレーム）のうち選択
期間のみ＋ 1、− 1（これに対応して出力される電位と
しては電位Ｖ0 、Ｖ6 が対応）の走査電圧波形メモリに
蓄えられている正規直交系のデータが与えられ、残りの
期間は 0（これに対応して出力される電位としてはＶ3
）が与えられるように設定されている。こうして例え
ば図７（ａ）に示すような走査電極駆動波形が得られ
る。

【００６１】前述したごとく、駆動電圧電源回路４０１
では電源（図示省略）から供給される電圧を分圧して、
液晶表示素子を駆動するために必要な電位（Ｖ0 、Ｖ1
、Ｖ2 、Ｖ3 、Ｖ4 、Ｖ5 、Ｖ6 ）を作る。そしてこ
れらの電位のうちＶ0 、Ｖ3 、Ｖ6 は走査電極駆動部７
に、Ｖ1 、Ｖ2 、Ｖ4 、Ｖ5 は信号電極駆動部９に供給
される。

【００６２】そして信号電圧電源回路１０には演算増幅
回路１１が内設されている。この演算増幅回路１１によ
って、走査電極１から電気容量１２を介して検出電極１
３で一括して取り出された電圧は、信号電圧電源回路１
０の出力する電圧に合成される。

【００６３】ここで、検出電極１３で一括して取り出さ
れた走査電極１の電圧は、 Waish関数列等に基づいた走
査電圧波形を用いる場合には信号電極電位が誘導される
電圧に等しい。そこで本発明においては検出電極１３で
一括して取り出した走査電極１の電圧を用いて、これを
演算増幅して信号電圧に積極的にフィードフォワードす
ることにより、信号電極の電圧の誘導に起因した走査電
極に歪み電圧が発生することを防ぐのである。

【００６４】まず、走査電極１から電気容量１２で検出
された電圧は検出電極１３で一括して集められて、配線
１４を介して演算増幅回路１１に入力される。この入力
電圧はバッファ４０５を介して、信号電圧電源Ｖ1 、Ｖ
2 、Ｖ4 、Ｖ5 を出力する演算増幅回路４０６（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の反転端子にコンデンサ４０７
による容量結合を通って入力される。それぞれの演算増
幅回路４０６は直流的にはボルテージフォロワーになっ
ており、電気抵抗Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 で分圧により形成さ
れた電圧を受けてこれを出力する。これらの演算増幅回
路４０６は交流的には電気抵抗（Ｒ）４０８、電気抵抗
（Ｒ' ）４０９によって増幅率が設定された増幅器であ
る。本実施例で上記のようにコンデンサ４０７を用いて
容量結合によって接続したのは、 4つの演算増幅回路４
０６の入力側で直流的な電圧Ｖ1、Ｖ2 、Ｖ4 、Ｖ5 が
ショートすることを避けるために、コンデンサ４０７で
その入力側を分離するためである。

【００６５】以上のような回路構成にすることで、どの
ような走査電圧波形が出力されても、これに誘導されて
発生しようとする信号電圧の歪み電圧に対して逆極性の
補正電圧が重畳されることになる。このようにして歪み
電圧の発生を抑えて、表示画像のクロストークを効果的
に解消することができる。

【００６６】以上のような本発明に係る液晶表示装置
を、図７に示すような波形の液晶駆動電圧を用いてフレ
ーム周波数80Ｈｚで駆動して表示を行なわせ、その表示
品位を目視にて検証した。

【００６７】まず、全画面を白表示にした後、画面中央
付近に縦 150ドット×横100 ドットの領域に白と黒ドッ
トの横縞模様と縦 150ドット×横10ドットの領域に白の
直線を表示させ、引き続きこれら領域の横のドット数を
徐々に増加させていったが、いずれの場合もクロストー
クのない均一な表示を維持できた。また、漢字やアルフ
ァベットを連続的に表示させたが、信号電極における歪
み電圧の発生が抑制されてクロストークのない均一な表
示を維持することができた。

【００６８】（比較例１）第１の実施例の液晶表示装置
において、信号ドライバ回路６の駆動電圧電源回路４０
１を、演算増幅回路１１等を取り除いた図８に示すよう
な従来一般的に用いられる電気抵抗４０２、４０３、４
０４による分圧回路とバッファ８００とを用いた駆動電
圧電源回路８０１に換装し、その他の構造は第１の実施
例とほぼ同様のものを用いて従来の液晶表示装置を形成
し、これに第１の実施例と同様の駆動条件で表示を行な
わせて表示品位を目視にて検証した。

【００６９】まず、全画面を白表示にした後、画面中央
付近に縦 150ドット×横100 ドットの領域に白と黒ドッ
トの横縞模様と縦 150ドット×横10ドットの領域に白の
直線を表示させた。それら縦方向に周囲よりも暗いクロ
ストークが発生し、表示領域の横のドット数を増加する
に従ってこの縦方向のクロストークがよりいっそう顕著
に発生した。さらには表示の横方向にも新たなクロスト
ークが発生して、表示品位が著しく低下した。

【００７０】また、漢字やアルファベットを連続的に表
示させたが、この場合も縦および横方向に連なる顕著な
クロストークが発生して画面の不均一性が目立った。

【００７１】（実施例２）上記の第１の実施例の液晶表
示装置における液晶表示素子４を、電気容量１２の代り
に電気抵抗を用いたものに変更し、その他の部位は第１
の実施例と同様のものとした。すなわち、本実施例で用
いた液晶表示素子（液晶セル）は、それぞれの走査電極
１に一端が接続され、他端は検出電極１３に一括して接
続される電気抵抗を上記の第１の実施例の電気容量１２
の代りに備えていることが特徴である。

【００７２】この第２の実施例に係る電気抵抗は、幅約
1μｍ、長さ約50ｍｍにパターニングして、約 1ＭΩの
電気抵抗となるように形成した。このような電気抵抗を
用いても上記の第１の実施例とほぼ同様の効果を得るこ
とができる。

【００７３】このような第２の実施例の液晶表示装置
を、第１の実施例と同様に図７に示したような波形の液
晶駆動電圧を用いて第１の実施例と同様の駆動条件で駆
動し、その表示品位を目視にて検証した。

【００７４】まず、全画面を白表示にした後、画面中央
付近に縦 150ドット×横 100ドットの領域に白と黒ドッ
トの横縞模様と縦 150ドット×横10ドットの領域に白の
直線を表示させ、引き続きこれら領域の横のドット数を
徐々に増加させていったが、いずれの場合もクロストー
クのない均一な表示を維持できた。

【００７５】また、さらに漢字やアルファベットを連続
的に表示させたが、信号電極における歪み電圧の発生が
抑制されてクロストークのない均一な表示を維持するこ
とができた。

【００７６】（実施例３）図９は本発明に係る第３の実
施例の液晶表示装置の走査データ和演算増幅回路９０１
が形成された駆動データ発生回路９０３を示す図であ
る。

【００７７】この駆動データ発生回路９０３は、順次転
送されてくる表示データを一時的に保持する表示データ
メモリ５０１と、一周期（フレーム）分の走査電圧波形
データがあらかじめ書き込まれている走査電圧波形メモ
リ５０２と、表示データに基づいて走査電圧波形データ
から信号波形を演算・生成する信号波形演算回路５０３
と、タイミング制御回路５０４と、走査データ和演算増
幅回路９０１とからその主要部が構成された一つの回路
系として回路基板上に形成されている。また液晶表示素
子４の代りに従来の一般的な構造の走査電極１と信号電
極２とが液晶層３を介して対向して画素を形成する液晶
表示素子（図示省略）を用いている。そしてその他の各
部位は第１の実施例とほぼ同様に形成されている。

【００７８】この第３の実施例の液晶表示装置は、信号
電極２の電圧に生じるスパイク波形状の電圧歪みの原因
となる走査電極１の電圧を形成する走査データの和を走
査データ和演算増幅回路９０１によって演算し、前記の
電圧歪みに起因する信号電圧の実効値の低下分あるいは
増加分を補填するような値に演算増幅して信号電圧に先
回り（フィードフォワード）して合成（重畳）する。こ
のとき合成する電圧が走査電圧のスパイク波形状の電圧
歪みを打ち消すような実効値および変位方向となるよう
に設定しておくことは言うまでもない。これにより、信
号電極の電圧に生じようとするスパイク波形状の歪み電
圧を抑止して、その歪み電圧に起因して発生していたク
ロストークを解消することができる。

【００７９】走査データ和演算回路９０１により演算さ
れた走査波形関数の和に対応する電圧Ｓは図４に示した
駆動電圧電源回路４０１の各演算増幅回路４０６の反転
端子に接続される。このとき上記の第１の実施例とは異
なりバッファ４０５を介さずに直接に接続されている
（ただしバッファ４０５を介して接続してもよい）。

【００８０】上記の和の電圧Ｓは、走査電圧波形にWals
h 関数列等の正規直交系の波形を用いた場合に信号電極
電位が誘導される電圧に等しい。従ってこの走査波形関
数の3行分の走査電圧波形データの和の電圧Ｓは、信号
電圧電源Ｖ1 、Ｖ2 、Ｖ4 、Ｖ5 を発生する演算増幅回
路４０６の反転端子に容量結合により接続される。それ
ぞれの演算増幅回路４０６は直流的にはボルテージフォ
ロワーになっていて、電気抵抗（Ｒ1 ）４０２、電気抵
抗（Ｒ2 ）４０３、電気抵抗（Ｒ3 ）４０４で分圧した
電圧を受けてこれを出力しており、交流的には電気抵抗
（Ｒ）４０８、電気抵抗（Ｒ' ）４０９によって増幅率
を設定された増幅器になっている。前記のようにコンデ
ンサ４０７を用いた容量結合によって接続したのは、 4
個の各演算増幅回路４０６の入力側で電位Ｖ1 、Ｖ2 、
Ｖ4 、Ｖ5 がショートすることを避けることが必要であ
るので、入力側でそれぞれを直流的に分離させるためで
ある。

【００８１】上記のような構造とすることで、どのよう
な走査電圧波形が出力されても、これに誘導されて発生
しようとする信号電極上の歪み電圧に対して同じ実効値
で逆方向変位の電圧を重畳して歪み電圧の発生を抑止す
ることができ、表示画像のクロストークを解消すること
ができる。

【００８２】以上のような第３の実施例の液晶表示装置
を、第１の実施例と同様に図７に示すような液晶駆動電
圧波形を用いてフレーム周波数80Ｈｚで駆動して表示を
行なわせ、その表示品位を目視にて検証した。

【００８３】まず、全画面を白表示にした後、画面中央
付近に縦 150ドット×横 100ドットの領域に白と黒ドッ
トの横縞模様と縦 150ドット×横10ドットの領域に白の
直線を表示させ、引き続きこれら領域の横のドット数を
100ドット徐々に増加させていったが、いずれの場合も
第１の実施例と同様にクロストークのない均一な表示を
維持できた。また、漢字やアルファベットを連続的に表
示させたが、信号電極における歪み電圧の発生が抑制さ
れてクロストークのない均一な表示を維持することがで
きた。

【００８４】なお、以上はＩＨＡＴ駆動法に即して説明
したが、この駆動法と同一の原理に基づくMultiple Lin
e Selection 駆動法（SID'92 DIGEST p.232.〜p.235 に
開示）やActive Addressing 駆動法（SID'92 DIGEST p.
228.〜p.231 に開示）で液晶表示素子を駆動する場合に
も本発明の技術がクロストーク低減に対して極めて効果
的であることは言うまでもない。

【００８５】また、以上説明した機能を果たすことが可
能な駆動電圧電源回路の構成の具体的な変更例としては
上記実施例の他にも幾種類も考えられるので、上記実施
例ではほんの一例を示しただけであり、上記実施例の他
にも種々の変更が可能であることは言うまでもない。

【００８６】

【発明の効果】以上、詳細な説明で明示したように、本
発明の液晶表示装置は、表示画像のクロストークの発生
を抑えて良好な表示を実現することができる液晶表示装
置であって、しかも簡易な構造で製造も容易な液晶表示
装置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の液晶表示装置の概要を示す図で
ある。

【図２】第１の実施例の液晶表示装置に用いられる液晶
表示素子４の構造を示す図である。

【図３】第１の実施例の液晶表示装置の駆動回路系の構
成の概要を示すブロック図である。

【図４】第１の実施例の液晶表示装置に用いられる駆動
電圧電源回路４０１を示す図である。

【図５】信号データ発生回路と走査データ発生回路とを
有する駆動データ発生回路５００を示す図である。

【図６】信号電極駆動部およびその動作に用いられる真
理値表を示す図である。

【図７】本発明に係る液晶表示装置の駆動に用いられる
液晶駆動電圧波形の一例を示す図である。

【図８】比較例として従来の液晶表示装置に用いた駆動
電圧電源回路８０１を示す図である。

【図９】第３の実施例の液晶表示装置に用いられる駆動
データ発生回路９０３を示す図である。

【図１０】従来の液晶表示装置に生じる歪み電圧の一例
を示すためにその走査電極 1本分を抜き出して等価回路
で示す図およびその走査電極の電圧波形および液晶印加
電圧波形を示す図である。

【符号の説明】

１…走査電極、２…信号電極、３…液晶層、４…液晶表
示素子、５…走査ドライバ回路、６…信号ドライバ回
路、７…走査電極駆動部、８…走査電圧電源回路、９…
信号電極駆動部、１０…信号電圧電源回路、１１、４０
６（ａ）〜（ｄ）…演算増幅回路、１２…電気容量、１
３…検出電極、１４…配線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の走査電極が形成された走査電極基
   板と前記複数の走査電極に間隙を維持して交差するよう
   に対向配置される複数の信号電極が形成された信号電極
   基板と前記走査電極および前記信号電極の間に封入挟持
   された液晶層とを有する液晶表示素子と、前記走査電極
   に接続されて走査電圧を印加する走査ドライバ回路と、
   前記信号電極に接続されて信号電圧を印加する信号ドラ
   イバ回路と、前記走査電圧の波形を決定するための走査
   データを前記走査ドライバ回路に入力する走査データ発
   生回路と、前記信号電圧の波形を決定するための信号デ
   ータを前記信号ドライバ回路に入力する信号データ発生
   回路とを備え、前記信号データに基づいて前記信号ドラ
   イバ回路の複数の出力端の電圧が形成されるとともに前
   記走査電極のうち 2本以上の走査電極を同時に選択して
   前記液晶表示素子を駆動する液晶表示装置において、 前記液晶表示素子は、前記複数の走査電極それぞれに一
   端が接続された電気容量または電気抵抗と、前記電気容
   量または前記電気抵抗の他端が接続され該他端が接続さ
   れた部分の前記走査電極から電圧を一括して検出する検
   出電極とを具備し、 前記信号ドライバ回路は、前記信号電圧を形成するため
   の電位を出力する信号電圧電源回路と、該信号電圧電源
   回路から出力される前記電位に前記検出電極から一括し
   て検出された電圧を演算増幅して重畳する演算増幅回路
   とを具備して、前記走査電極の電圧を前記検出電極で検
   出し該電圧を演算増幅して前記信号電圧に重畳して、前
   記信号電極の電圧に発生しようとする歪み電圧を抑止す
   ることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 複数の走査電極が形成された走査電極基
   板と前記複数の走査電極に間隙を維持して交差するよう
   に対向配置される複数の信号電極が形成された信号電極
   基板と前記走査電極および前記信号電極の間に封入挟持
   された液晶層とを有する液晶表示素子と、前記走査電極
   に接続されて走査電圧を印加する走査ドライバ回路と、
   前記信号電極に接続されて信号電圧を印加する信号ドラ
   イバ回路と、前記走査電圧の波形を決定するための走査
   データを前記走査ドライバ回路に入力する走査データ発
   生回路と、前記信号電圧の波形を決定するための信号デ
   ータを前記信号ドライバ回路に入力する信号データ発生
   回路とを備え、前記信号データに基づいて前記信号ドラ
   イバ回路の複数の出力端の電圧が形成されるとともに前
   記走査電極のうち 2本以上の走査電極を同時に選択して
   前記液晶表示素子を駆動する液晶表示装置において、 前記信号ドライバ回路は、前記走査データの和を演算増
   幅した電圧を出力する走査データ和演算増幅回路と、前
   記信号電圧を形成するための電位を出力する信号電圧電
   源回路と、該信号電圧電源回路から出力される前記電位
   に前記走査データ和演算増幅回路から出力された電圧を
   演算増幅して重畳する演算増幅回路とを具備して、前記
   走査電極の電圧を演算増幅して前記信号電圧に重畳し、
   前記信号電極の電圧に発生しようとする歪み電圧を抑止
   することを特徴とする液晶表示装置。