JPH09171170A

JPH09171170A - マトリクス型液晶表示装置

Info

Publication number: JPH09171170A
Application number: JP7332092A
Authority: JP
Inventors: Koji Nakamura; 耕治中村; Hirotaka Suzuki; 浩高鈴木; Nobuaki Koshobu; 信明小勝負
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1997-06-30
Also published as: EP0780825A1; US5880706A

Abstract

(57)【要約】【目的】表示のちらつきを実質的に視認不能にするマ
トリクス型液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】走査電極駆動回路が、保持期間において
保持電圧の極性を反転させる際、線順次走査される走査
電極に保持電圧よりも高いリフレッシュパルス電圧を印
加する。これにより、保持電圧の極性切り換え前の明る
さと同じ明るさで反強誘電性液晶を応答させることがで
きる。このため、反強誘電性液晶において、反強誘電状
態にある領域を反強誘電状態を維持したままで、強誘電
状態にある領域を逆極性の強誘電状態へ移行できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ｎ×ｍ個の画素を
形成してマトリクス表示を行うに適したマトリクス型液
晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のマトリクス型液晶表示装
置としては、特開平５−１１９７４６号公報に示す反強
誘電性液晶を用いたものがある。この反強誘電性液晶
は、電圧印加に対して少なくとも１つの反強誘電状態
（第１安定状態）と２つの強誘電状態（第２及び第３の
安定状態）とが相互に安定して形成されるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
示すものによれば、液晶パネルに直流成分が印加されな
いように駆動電圧波形がある周期で極性反転される。こ
のため、明表示が反強誘電性液晶の２つの強誘電状態を
利用して交互に表示される。なお、暗表示は反強誘電性
液晶の反強誘電状態を利用してなされる。

【０００４】ここで、液晶パネルの表示面を斜めから見
た場合、２つの強誘電状態間では、見かけ上、反強誘電
性液晶の複屈折異方性Δｎに差ができる。このため、両
強誘電状態間の切り換え周波数が、例えば、３０Ｈｚ以
下になると、表示にちらつき（斜視フリッカ）が発生す
る。この場合、上記ちらつきを視認できなくするため
に、両強誘電状態間の切り換え周波数（極性反転周波
数）を３０Ｈｚ以上に設定することも考えられる。

【０００５】しかし、走査線本数を増やして高精細表示
を行う際、反強誘電性液晶の応答時間を短くするには限
界があるため、極性反転周波数にも上限がある。この斜
視フリッカを防止する方法として、特開平４−３１１９
２０号公報にて示す方法がある。この方法は、保持期間
（非選択期間）中にちらつきが見えなくなる周波数で極
性を反転させるものである。

【０００６】しかし、この方法では、保持電圧を同一の
値にて極性を反転させるので、反強誘電性液晶の応答が
この極性反転に追随できず、極性反転後の表示の明るさ
が極性反転前の明るさに達しない。従って、明るさが保
持電圧の極性反転毎に変化することとなり、表示面に
は、画面書き換え周波数に対応したちらつきが発生する
という不具合を生ずる。

【０００７】これに対し、本発明者等は、反強誘電性液
晶の電圧依存性等の特性につき種々検討を加えてみたと
ころ、次のような結果を得た。一般に、反強誘電性液晶
のスイッチング過程には、反強誘電状態から強誘電状態
への応答、極性が異なる両強誘電状態間の応答、及び強
誘電状態から反強誘電状態への応答がある。

【０００８】ここで、上記不具合を解消するためには、
保持期間中に保持電圧の極性を切り換える場合、切り換
え前後で表示の明るさが変わらないことが必要である。
これに対しては、保持電圧の極性を切り換える際に、画
素に印加する電圧により、極性切り換え前の明るさと同
じ明るさまで反強誘電性液晶を応答させることができれ
ば、保持期間中における保持電圧の適正な極性切り換え
が可能となる。

【０００９】図１６にて示すグラフは、上記検討により
得られた反強誘電性液晶の保持電圧に対する応答時間を
表す特性である。ここで、曲線Ｌ１は、反強誘電性液晶
の４０℃での反強誘電状態から強誘電状態への応答時間
τｒの電圧依存性を示し、また、曲線Ｌ２は、反強誘電
性液晶の４０℃での正極性側強誘電状態と負極性側強誘
電状態との相互間の応答時間τの電圧依存性を示す。

【００１０】これによれば、例えば、保持電圧２０Ｖ印
加時において、反強誘電状態から強誘電状態への応答時
間τｒは２５０μｓであるのに対し、正極性側強誘電状
態と負極性側強誘電状態との相互間の応答時間τは、３
３．５μｓであって、反強誘電状態から強誘電状態への
応答時間τｒに比べて非常に短いことが分かる。従っ
て、反強誘電性液晶において、反強誘電状態にある領域
を反強誘電状態のままに維持し、強誘電状態にある領域
を逆極性の強誘電状態に移行するようにすれば、上記ち
らつきを視認不能とし得る。つまり、保持期間における
保持電圧の極性反転の際に、例えば、電圧幅３３．５μ
ｓで電圧２０Ｖのリフレッシュ電圧（回復電圧）を印加
すれば、反強誘電性液晶においては、反強誘電状態から
強誘電状態への変化が起こらず、正極性側強誘電状態と
負極性側強誘電状態との相互間の応答のみが起き、上記
ちらつきを視認不能とし得る。

【００１１】よって、このような現象を利用してリフレ
ッシュ電圧を印加することにより、図１７にて示すよう
に、画素の反強誘電状態にある領域では反強誘電状態を
維持したまま、強誘電状態にある領域においてこれとは
逆極性の強誘電状態への移行が可能となり、保持電圧の
極性反転前後で、画素の表示の明るさを同じに維持する
ことができる。なお、このようなことは、明、暗、中間
調にかかわらず、実現できる。

【００１２】また、図１６によれば、原則的には、保持
電圧の極性反転時におけるリフレッシュ電圧のパルス幅
は、例えば２０Ｖの場合、両曲線Ｌ１、Ｌ２により挟ま
れる範囲の値であれば、保持電圧の極性反転前後で、画
素の表示の明るさを同じにし得るか或いは明るさの変化
を少なくできる。そこで、本発明は、以上のようなこと
に着目したものであり、表示のちらつきを実質的に視認
不能にするマトリクス型液晶表示装置を提供することを
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明によれば、走査電極駆動制御
手段が、保持電圧の極性を反転させる際、線順次走査さ
れる走査電極に保持電圧よりも高いリフレッシュ電圧を
印加する。これにより、液晶として、反強誘電性液晶の
電圧−光透過率特性に類似する特性を有するものを採用
すれば、保持電圧の極性を反転させる際に保持電圧より
も高いリフレッシュ電圧を印加することで、保持電圧の
極性の反転前後の明るさの変動を最小限に抑制できる。
このため、液晶を交流駆動しても、表示のちらつきを実
質的に視認不能とし得る。

【００１４】ここで、請求項２に記載の発明のように、
液晶を反強誘電性液晶とし、前記リフレッシュ電圧の印
加期間を、反強誘電性液晶の正負両強誘電状態間の応答
を達成し反強誘電状態から強誘電状態への応答を達成し
ない期間とすれば、保持電圧の極性を反転させる際のリ
フレッシュ電圧の印加により、反強誘電性液晶における
正負両強誘電状態間のみの迅速な応答を確保できる。そ
の結果、請求項１に記載の発明と同様の作用効果をより
一層確実に達成できる。

【００１５】また、請求項３に記載の発明によれば、信
号電極駆動制御手段は、リフレッシュ電圧の印加期間に
は、信号電圧をその変化の基準レベルに相当する電圧に
て複数条の信号電極に印加する。これにより、上記基準
レベル相当電圧を明表示信号電圧及び暗表示信号電圧の
いずれの電圧波形と組み合わせても、常に同一となる。
このため、請求項１及び２に記載の作用効果を達成しつ
つ、リフレッシュされる画素は、その画素の電極上の他
の画素の表示状態を決定する信号電圧波形の影響を受け
ることなく、明るさが略同一の表示状態とすることがで
きる。

【００１６】また、請求項４に記載の発明によれば、複
数条の走査電極のうちの一走査電極に対応した保持期間
における保持電圧の極性が、当該一走査電極に隣り合う
走査電極に対応した保持期間における保持電圧の極性と
は、選択期間の繰り返し周期の半分以上にて異なる。こ
れにより、保持電圧の極性切り換え周期を、フィールド
反転方式に比べて見かけ上速くすることができ、その結
果、請求項１乃至３に記載の発明の作用効果を確保しつ
つ、保持電圧の極性切り換え周期に起因する表示のちら
つきを防止できる。

【００１７】また、請求項５に記載の発明によれば、複
数条の走査電極のうちの一走査電極に対応した隣り合う
両保持期間のうち先の保持期間における保持電圧の最後
の極性は、直後の保持期間における保持電圧の最初の極
性と異なる。これにより、表示の焼き付き防止に要する
液晶の交流駆動を確保しつつ、上記リフレッシュ電圧の
印加による請求項１乃至４に記載の作用効果を達成でき
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づき説明する。図１は、本発明に係るマトリクス
型液晶表示装置の全体回路構成を示している。この液晶
表示装置は、図１及び図２にて示すごとく、液晶パネル
１０を備えており、この液晶パネル１０は、両電極基板
１０ａ、１０ｂの間に反強誘電性液晶１０ｃを封入する
とともに、両電極基板１０ａ、１０ｂの各外表面に各偏
光板１０ｄ、１０ｅを貼り付けて構成されている。

【００１９】電極基板１０ａは、透明なガラス基板１１
を有しており、このガラス基板１１の内表面には、ｍ条
のカラーフィルタ層１２（Ｒ、Ｇ、Ｂからなる）、ｍ条
の透明導電膜１３及び配向膜１４が順次形成されてい
る。一方、電極基板１０ｂは、透明なガラス基板１５を
有しており、このガラス基板１５の内表面には、ｎ条の
透明導電膜１６及び配向膜１７が順次形成されている。

【００２０】ここで、ｍ条の透明導電膜１３及びｎ条の
透明導電膜１６は、反強誘電性液晶１０ｃと共に、図３
にて例示するようなｍ×ｎ個の画素Ｇ１１、Ｇ１２、・
・・、Ｇｍｎを形成するように、互いに交差して配置さ
れている。また、ｍ条の透明導電膜１３が、図１にて示
すｍ条の信号電極Ｘ１乃至Ｘｍに相当し、一方、ｎ条の
透明導電膜１６が、図１にて示すｎ条の走査電極Ｙ１乃
至Ｙｎに相当する。

【００２１】なお、両偏光板１０ｄ、１０ｅは、その各
光軸をクロスニコルの位置に設定するように、貼り付け
られている。これにより、反強誘電性液晶１０ｃは、そ
の反強誘電状態にて消光する。また、両電極基板１０
ａ、１０ｂの間隔は、図示しない多数のスペーサによ
り、例えば、２μｍに均一に維持されている。また、反
強誘電性液晶１０ｃとしては、例えば、特開平５−１１
９７４６号公報に記載されているような４−（１−トリ
フルオロメチルヘプトキシカルボニルフェニル）−４′
−オクチルオキシカルボニルフェニル−４−カルボキシ
レートといったものを採用する。また、この種の反強誘
電性液晶としては、これらの反強誘電性液晶を複数混合
した混合液晶、或いは少なくとも１種の反強誘電性液晶
を含む混合液晶を採用してもよい。

【００２２】また、液晶表示装置は、コントロール回路
２０を備えており、このコントロール回路２０は、外部
回路から垂直同期信号ＶＳＹＣ及び水平同期信号ＨＳＹ
Ｃを受けて、両ＤＰ信号、ＤＲ信号、ＳＩＯ１信号、Ｓ
ＩＯ２信号、ＳＣＣ信号、ＬＣＫ信号、ＳＴＤ信号及び
ＳＩＣ信号（図６及び図９参照）を出力する。なお、両
ＤＰ信号の一方、ＤＲ信号、ＳＩＯ１信号、ＳＩＯ２信
号及びＳＣＣ信号は、走査電極駆動回路５０に出力さ
れ、また、他方のＤＰ信号、ＬＣＫ信号、ＳＴＤ信号及
びＳＩＣ信号は信号電極駆動回路６０に出力される。

【００２３】ここで、ＳＩＯ１及びＳＩＯ２信号は、走
査電極Ｙ１乃至Ｙｎの状態を規定する信号である。本実
施の形態では、ＳＩＯ１信号及びＳＩＯ２信号がＬ、Ｌ
のとき、Ｈ、Ｌのとき、Ｈ、Ｈのとき、及びＬ、Ｈのと
き、消去期間、選択期間、保持期間及び回復期間（リフ
レッシュ期間）の各状態にそれぞれ対応する。電源回路
３０は、７種類の電圧ＶＷＰ、ＶＲＰ、ＶＨＰ、ＶＥ、
ＶＨＮ、ＶＲＮ、ＶＷＮ（図１及び図６参照）を出力す
る。一方、電源回路４０は、８階調表示を行うための９
種類の電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ
７、Ｖ８及びＶＧ（図１及び図９参照）を出力する。

【００２４】走査電極駆動回路５０は、コントロール回
路２０からの一方のＤＰ信号、ＤＲ信号、ＳＩＯ１信
号、ＳＩＯ２信号及びＳＣＣ信号に基づき、電源回路３
０からの８種類の電圧を選択して、消去、選択、保持、
回復（リフレッシュ）の各状態に対応した各電圧を走査
電極Ｙ１乃至Ｙｎに順次印加するとともに、これら走査
電極Ｙ１乃至Ｙｎを交流駆動するため選択期間の度毎に
電圧極性を正又は負に切り換える（図１０参照）。

【００２５】ここで、走査電極駆動回路５０の動作を走
査電極Ｙ１を例にとり説明する。消去期間には、電圧Ｖ
Ｅが走査電極に印加されてこの走査電極上の全画素表示
を消去する。選択期間は、三つの期間に分かれており、
正の選択期間においては、走査電極に対し、第１期間に
は消去期間と同じ電圧ＶＥが印加され、第２期間には負
の選択電圧ＶＷＮが印加され、第３期間には正の選択電
圧ＶＷＰが印加される。ここで、信号電極に印加される
画像データに対応した電圧波形との組み合わせにより、
走査電極Ｙ１上の画素に表示が書き込まれる。正の保持
期間には、電圧ＶＨＰが走査電極に印加されて表示内容
を保持する。

【００２６】回復期間は二つの期間に分かれている。負
の回復期間においては、走査電極に対し、第１期間に負
の回復電圧ＶＲＮが印加される。この期間は、信号電極
駆動回路６０が後述のごとく電圧ＶＧを出力する期間と
一致しており、表示内容を保持したまま電圧極性を反転
させる。第２期間には、負の保持電圧ＶＨＮが走査電極
に印加される。次の負の保持期間には、電圧ＶＨＮが走
査電極に印加されて表示内容を保持する。続いて、正の
回復期間及び正の保持期間となる。

【００２７】消去期間を経て次の交流駆動を行うため、
先の選択と逆極性の負の選択期間になり、走査電極に対
し、第１期間には電圧ＶＥが印加され、第２期間には正
の選択電圧ＶＷＰが印加され、続いて、第３期間には負
の選択電圧ＶＷＮが印加される。ここで、信号電極に印
加される画像データに対応した電圧波形との組み合わせ
により画素に表示内容が書き込まれる。負の保持期間に
は、電圧ＶＨＮが走査電極に印加されて表示内容を保持
する。続いて、正の回復期間、正の保持期間、負の回復
期間及び負の保持期間となり以後同様に繰り返される。

【００２８】また、走査電極Ｙ１から走査電極Ｙｎにか
けてこれら走査電極を順に走査するため、走査電極Ｙ２
以後の走査電極には、選択期間分ずらした波形にて電圧
が印加される。その際、表示のちらつきを防止するた
め、例えば、走査電極Ｙ１が正、走査電極Ｙ２が負、走
査電極Ｙ３が正、・・・というように、走査電極毎に電
圧極性が反転するようになっている。

【００２９】ここで、走査電極駆動回路５０の具体的回
路構成につき、図４を参照して説明する。この走査電極
駆動回路５０は、ｎ個の２ｂｉｔレジスタＲＹ１乃至Ｒ
Ｙｎと、ｎ個のデコーダ回路ＤＹ１乃至ＤＹｎと、ｎ個
のレベルシフタＳＹ１乃至ＳＹｎと、ｎ個のアナログス
イッチ回路ＷＹ１乃至ＷＹｎ（それぞれ、７個のアナロ
グスイッチを有する）とを有し、コントロール回路２０
から５種類の信号を受けて上記動作をするように構成さ
れている。

【００３０】２ｂｉｔレジスタＲＹ１乃至ＲＹｎは、Ｓ
ＩＯ１及びＳＩＯ２信号を、ＳＣＣ信号の立ち上がりに
同期して順次取り込み、２ｂｉｔデータ（ｂｉｔ１、ｂ
ｉｔ２）をデコーダ回路ＤＹ１乃至ＤＹｎに出力する。
デコーダ回路ＤＹ１乃至ＤＹｎは、２ｂｉｔレジスタＲ
Ｙ１乃至ＲＹｎからの２ｂｉｔデータ及びコントロール
回路２０からの一方のＤＰ信号及びＤＲ信号により、ア
ナログスイッチ回路ＷＹ１乃至ＷＹｎの各アナログスイ
ッチを切り換えるに要する７種類の信号を作成するよう
に構成されている。

【００３１】デコーダ回路ＤＹ１乃至ＤＹｎは、共に、
図５にて示すような回路により構成されており、これら
デコーダ回路は、それぞれ、６個の論理回路５１乃至５
６により構成されている。そこで、デコーダ回路ＤＹ１
を例にとり説明する。論理回路５１は、図５にて示すよ
うに接続された４個のインバータ及び４個のＡＮＤゲー
トにより、２ｂｉｔレジスタＲＹ１からの両データｂｉ
ｔ１、ｂｉｔ２をデコードして、切り換え信号としての
役割を果たすＤＤＥ信号、ＤＤＷ信号、ＤＤＲ信号及び
ＤＤＨ信号に変換する。ここで、消去期間のとき（ＳＩ
Ｏ１信号及びＳＩＯ２信号がＬ、Ｌのとき）、ＤＤＥ信
号のみがＨとなり、選択期間のとき（ＳＩＯ１信号及び
ＳＩＯ２信号がＨ、Ｌのとき）、ＤＤＷ信号のみがＨと
なり、回復期間のとき（ＳＩＯ１信号及びＳＩＯ２信号
がＬ、Ｈのとき）、ＤＤＲ信号のみがＨとなり、保持期
間のとき（ＳＩＯ１信号及びＳＩＯ２信号がＨ、Ｈのと
き）、ＤＤＨ信号のみがＨとなる。

【００３２】論理回路５２は、図５にて示すように接続
された４個のＡＮＤゲート、インバータ及び両ＯＲゲー
トにより、ＤＲ信号に基づき論理回路５１からの各切り
換え信号を制御して、ＤＥＥ信号、ＤＷＷ信号、ＤＲＲ
信号及びＤＨＨ信号を出力する。この場合、ＤＤＥ信号
がＨのときにはＤＥＥ信号のみがＨとなる。ＤＤＷ信号
がＨのときには、ＤＲ信号がＨの期間の間ＤＥＥ信号の
みがＨとなり、ＤＲ信号がＬの期間の間ＤＷＷ信号のみ
がＨとなる。ＤＤＲ信号がＨのとき、ＤＲ信号がＨの期
間の間ＤＲＲ信号のみＨとなり、ＤＲ信号がＬの期間の
間ＤＨＨ信号のみＨとなる。ＤＤＨ信号がＨのときＤＨ
Ｈ信号のみＨとなる。

【００３３】論理回路５３は、図５にて示す各ゲート素
子の接続構成のもと、インバータ５３ａのＤＤＲ信号に
対する反転出力による両クロックドインバータ５３ｃ、
５３ｆの動作及び両インバータ５３ａ、５３ｂのカスケ
ード出力による両クロックドインバータ５３ｄ、５３ｅ
の動作及び残りの各論理ゲートの動作に応じて、ＤＤＷ
信号がＨのときリセットされ、ＤＤＲ信号の立ち上がり
に同期してＯＲゲート５３ｇの出力を反転させる。

【００３４】論理回路５４は、図５にて示す各ゲート素
子の接続構成にてデータラッチとして機能するもので、
この論理回路５４は、インバータ５４ａのＤＤＷ信号に
対する出力によるクロックドインバータ５４ｃの動作及
び両インバータ５４ａ、５４ｂのカスケード出力による
クロックドインバータ５４ｄの動作及び残りの各論理ゲ
ートの動作に応じて、ＤＤＷ信号がＨのとき一方のＤＰ
信号をそのまま出力し、ＤＤＷ信号がＬのとき一方のＤ
Ｐ信号をラッチする。

【００３５】このようにして合成された７種類の制御信
号のうち、ＤＥＥ信号が、電源回路３０の電圧ＶＥの出
力端子に接続されたアナログスイッチ（図４参照）をレ
ベルシフタを通じて制御し、ＤＷＰ信号が電源回路３０
の電圧ＶＷＰの出力端子に接続されたアナログスイッチ
（図４参照）をレベルシフタを通じて制御する。また、
ＤＷＮ信号が電源回路３０の電圧ＶＷＮの出力端子に接
続されたアナログスイッチ（図４参照）をレベルシフタ
を通じて制御し、ＤＲＰ信号が電源回路３０の電圧ＶＲ
Ｐの出力端子に接続されたアナログスイッチ（図４参
照）をレベルシフタを通じて制御する。

【００３６】また、ＤＲＮ信号が電源回路３０の電圧Ｖ
ＲＮの出力端子に接続されたアナログスイッチ（図４参
照）をレベルシフタを通じて制御し、ＤＨＰ信号が電源
回路３０の電圧ＶＨＰの出力端子に接続されたアナログ
スイッチ（図４参照）をレベルシフタを通じて制御し、
ＤＨＮ信号が電源回路３０の電圧ＶＨＮの出力端子に接
続されたアナログスイッチ（図４参照）をレベルシフタ
を通じて制御する。そして、各電圧がＨのとき、対応す
るアナログスイッチがオンとなり、このアナログスイッ
チを通して電源回路３０の電圧が出力される。

【００３７】論理回路５５は、エクスクルーシブＯＲゲ
ートからなり、この論理回路５５は、両論理回路５３、
５４の各出力の排他論理和をＤＰＰ信号として論理回路
５６に出力する。ここで、ＤＤＷ信号がＨの期間の間、
論理回路５３はリセットされてその出力がＬとなり、論
理回路５４は論理回路５３の出力をそのまま出力するた
め、ＤＰＰ信号は一方のＤＰ信号と一致し、電圧極性は
一方のＤＰ信号により制御される。ＤＤＷ信号がＬにな
ると、論理回路５４は、ラッチ機能を発揮するため、Ｄ
ＰＰ信号は一方のＤＰ信号とは無関係となる。論理回路
５３の論理出力は、ＤＤＲ信号の立ち上がりに同期して
反転するため、ＤＰＰ信号はＤＤＲ信号の立ち上がりの
度に論理が反転し、電圧極性は回復期間の度に反転す
る。

【００３８】論理回路５６は、図５にて示すように接続
されたインバータ及び６個のＡＮＤゲートにより、論理
回路５２からの各信号及び論理回路５５からのＤＰＰ信
号に基づき、電圧極性を切り換える。この場合、ＤＷＷ
信号がＨのとき、ＤＰＰ信号がＨであればＤＷＰ信号が
Ｈとなり、ＤＰＰ信号がＬであればＤＷＮ信号がＨとな
る。ＤＲＲ信号がＨのとき、ＤＰＰ信号がＨならばＤＲ
Ｐ信号がＨになり、ＤＰＰ信号がＬならばＤＲＮ信号が
Ｈになる。また、ＤＨＨ信号がＨのとき、ＤＰＰ信号が
ＨならばＤＨＰ信号がＨになり、ＤＰＰ信号がＬならば
ＤＨＮ信号がＨになる。

【００３９】従って、図６にて示すように、ＳＣＣ信
号、ＳＩＯ１信号、ＳＩＯ２信号、一方のＤＰ信号及び
ＤＲ信号に基づき、所定波形の電圧が走査電極Ｙ１乃至
Ｙｎに出力される。信号電極駆動回路６０は、図１及び
図７にて示すごとく、ｍ個の３ｂｉｔレジスタＲＸ１乃
至ＲＸｍ、ｍ個のデコーダ回路ＤＸ１乃至ＤＸｍ、ｍ個
のレベルシフタＳＸ１乃至ＳＸｍ、及びｍ個のアナログ
スイッチ回路ＷＸ１乃至ＷＸｍ（９個のアナログスイッ
チからなる）とを有し、外部回路からの画像データ信号
（ＤＡＰ信号）及びコントロール回路２０からの他方の
ＤＰ信号、ＬＣＫ信号、ＳＴＤ信号及びＳＩＣ信号に基
づき、電源回路４０からの９種類の出力電圧に応じて、
信号電極Ｘ１乃至Ｘｍにデータ信号を出力する。なお、
ＤＡＰ信号は、８段階の明るさ制御を行う８階調表示の
ため、３ｂｉｔからなる。

【００４０】ここで、信号電極駆動回路６０の動作を、
図９のタイミングチャートに基づき説明する。各信号電
極に対して８階調の明るさを示す３ｂｉｔの画像データ
信号（ＤＡＰ信号）は、信号電極Ｘ１乃至Ｘｍまでの直
列データとして外部回路から信号電極駆動回路６０に送
られてくる。

【００４１】また、画像データは、走査電極の走査に合
わせて、走査電極Ｙ１上に配列された画素の画像データ
から、走査電極Ｙｎ上に配列された画素の画像データま
で、信号電極駆動回路６０に順に送られてくる。図９に
おいて、Ｄ１，ｉは、走査電極Ｙ１上に配列された画素
の一組の画像データを示し、Ｄ１，１乃至Ｄ１，ｍはそ
の中の信号電極Ｘ１からＸｍに対応したデータを示す。

【００４２】画像データ信号は、ＳＴＤ信号がＨのと
き、信号電極Ｘ１に対応したデータであり、ＳＩＣ信号
の立ち上がりに同期して３ｂｉｔレジスタに取り込まれ
る。その後、信号電極Ｘ２、Ｘ３、・・・に対応したデ
ータがＳＩＣ信号の立ち上がりに同期して３ｂｉｔレジ
スタに取り込まれ、３ｂｉｔレジスタＲＸ１乃至ＲＸｍ
に一走査電極上に配列された画素の分画像データが記憶
される。各３ｂｉｔレジスタのデータは、デコーダ回路
に入力される。

【００４３】デコーダ回路ＤＸ１乃至ＤＸｍは、共に、
図８にて示すごとく、５個の論理回路６１乃至６５を有
している。そこで、デコーダ回路ＤＸ１を例にとり説明
する。論理回路６１は、図８にて示すように接続した３
個のＤ型フリップフロップにより、３ｂｉｔの画像デー
タ信号をコントロール回路２０からのＬＣＫ信号の立ち
上がりに同期してラッチする。

【００４４】論理回路６２は、図８にて示すように接続
した３個のエクスクルーシブＯＲゲートにより、コント
ロール回路２０からの他方のＤＰ信号のＨ時に、論理回
路６１によるラッチ画像データ信号を反転させる。ま
た、論理回路６３は、図８にて示すように接続した３対
のインバータ及び８個のＡＮＤゲートらなるデコーダで
あって、この論理回路６３は、論理回路６２からの３ｂ
ｉｔの画像データ信号をデコードして８ライン出力に変
換する。論理回路６４は、インバータからなり、コント
ロール回路２０からのＬＣＫ信号を反転する。

【００４５】また、論理回路６５は、８個のＡＮＤゲー
トにより、論理回路６４の出力に基づき、論理回路６３
からの各出力を受けてアナログスイッチ回路ＷＸ１の８
個のアナログスイッチを切り換える制御信号Ｄ１乃至Ｄ
８を出力する。また、デコーダ回路ＤＸ１は、ＬＣＫ信
号を制御信号ＤＧとして出力する。以上のように構成し
たデコーダ回路ＤＸ１によれば、他方のＤＰ信号がＬ
で、ＬＣＫ信号がＬのとき、論理回路６１によりラッチ
された３ｂｉｔデータ（Ｌ、Ｌ、Ｌ）、（Ｌ、Ｌ、
Ｈ）、・・・、（Ｈ、Ｈ、Ｌ）、（Ｈ、Ｈ、Ｈ）に対し
て、各出力Ｄ１乃至Ｄ８がＨになる。

【００４６】他方のＤＰ信号がＨでＬＣＫ信号がＬのと
きには、論理回路６１にラッチされた３ｂｉｔデータ
が、（Ｌ、Ｌ、Ｌ）、（Ｌ、Ｌ、Ｈ）、・・・、（Ｈ、
Ｈ、Ｌ）、（Ｈ、Ｈ、Ｈ）に対して、各出力Ｄ８乃至Ｄ
１がＨになる。ＬＣＫ信号がＨのとき、３ｂｉｔデータ
に依存せず、各出力Ｄ１乃至Ｄ８がＬになり、出力ＤＧ
のみがＨになる。

【００４７】各出力Ｄ１乃至Ｄ８及びＤＧは、電源回路
４０の出力電圧Ｖ１乃至Ｖ８及びＶＧの各出力端子に接
続された各アナログスイッチをレベルシフタ（図８参
照）を通じて制御する。そして、かかる電圧がＨのと
き、対応するアナログスイッチがオンとなり、このアナ
ログスイッチを通し電源回路４０の出力電圧が出力され
る。

【００４８】そして、画像データ信号がＬＣＫ信号の立
ち上がりに同期して論理回路６１にラッチされた後、３
ｂｉｔレジスタＲＸ１乃至ＲＸｍは、次の走査電極上に
配列された画素の画像データを取り込み始める。従っ
て、図９にて示すタイミングチャートから容易に理解さ
れるように、ＳＩＣ信号、ＳＴＤ信号、ＬＣＫ信号、他
方のＤＰ信号と画像データＤＡＰにより、信号電極Ｘ１
から信号電極Ｘｍに所定波形の電圧が出力される。

【００４９】また、電源回路３０の出力電圧ＶＥと電源
回路４０の出力電圧ＶＧとを共通として、コントロール
回路２０のＳＣＣ信号、一方のＤＰ信号、ＤＲ信号とＬ
ＣＫ信号、他方のＤＰ信号とを同期させ、選択期間にあ
る走査電極上に配列された画素の画像データを一選択期
間前に画像データＤＡＰとして入力することで、図１０
にて示すリフレッシュ駆動波形を実現している。

【００５０】このように構成した本実施の形態におい
て、１画面表示周期が５Ｈｚ（１画面表示期間２００ｍ
ｓ）、行電極数２２０本、列電極数９６０本、走査デュ
ーティ１／Ｎ（Ｎ＝１０００）、リセット期間Ｒ（Ｒ＝
１００）の場合の液晶表示装置としての作動を説明す
る。画素Ｇi,j-1 、Ｇi,j 、Ｇi,j+1 には、図３の例示
位置から分かるように、図１１に示すような波形の駆動
電圧が印加される。

【００５１】画素に印加される駆動電圧は、図１１にて
示すように、選択期間、保持期間、消去期間の電圧で構
成される。保持期間の駆動電圧は、リフレッシュパルス
電圧と保持電圧からなり、３０Ｈｚ以上の周期で極性を
反転させている。また、極性が反転する度にリフレッシ
ュパルス電圧が印加されている。１画面の表示期間であ
る１フレームは、第１フィールドと第２フィールドから
なる。以下に、図１１乃至図１３を参照し第１フィール
ドの構成を説明する。

【００５２】選択期間では、パルス幅ｔ１（ｔ１＝３
３．３μｓ）の電圧ＶＥに続いて、パルス幅ｔ２（ｔ２
＝３３．３μｓ）の電圧ＶＷＮが印加され、さらに、パ
ルス幅ｔ２の電圧ＶＷＰが印加される。これに続く保持
期間では、電圧ＶＨＰの保持電圧が印加され、選択期間
の先頭から１０ｍｓ後に電圧ＶＲＮでパルス幅ｔ１のリ
フレッシュパルス電圧が印加され、電圧ＶＨＮの保持電
圧がリフレッシュパルス電圧の先頭から数えて１０ｍｓ
後まで印加される。

【００５３】次に、電圧ＶＲＰでパルス幅ｔ１のリフレ
ッシュパルス電圧が印加され、続いて電圧ＶＨＰの保持
電圧がリフレッシュパルス電圧の先頭から数えて１０ｍ
ｓ後まで印加される。以後、第Ｐ保持期間（Ｐ＝９）ま
で、１０ｍｓ毎にリフレッシュパルス電圧と保持電圧が
極性反転しながら選択期間の先頭から数えて（Ｎ−Ｒ）
×（ｔ１＋２・ｔ２）時間印加される。さらに、Ｒ×
（ｔ１＋２・ｔ２）の間、電圧Ｖ１が消去期間の電圧と
して印加される。第２フィールドは、第１フィールドと
同様、選択期間、保持期間、消去期間で極性が全く逆の
構成となっている。

【００５４】信号電極に印加される信号電圧の映像波形
は、走査電圧の波形の選択期間が３パルス電圧で構成さ
れているのに合わせて、パルス幅ｔ１、ｔ２、ｔ２の３
パルス電圧で構成されている。第１フィールドにて明を
表示する場合、パルス幅ｔ１の電圧ＶＧに続いてパルス
幅ｔ２の電圧Ｖ８が印加され、さらに、パルス幅ｔ２の
電圧Ｖ１が印加される。

【００５５】第１フィールドにて暗を表示する場合、パ
ルス幅ｔ１の電圧ＶＧに続いて、パルス幅ｔ２の電圧Ｖ
１が印加され、さらに、パルス幅ｔ２の電圧Ｖ８が印加
される。第２フィールドにて明を表示する場合、パルス
幅ｔ１の電圧ＶＧに続いて、パルス幅ｔ２の電圧Ｖ１が
印加され、さらに、パルス幅ｔ２の電圧Ｖ８が印加され
る。

【００５６】第２フィールドにて暗を表示する場合、パ
ルス幅ｔ１の電圧ＶＧに続いて、パルス幅ｔ２のパルス
電圧Ｖ８が印加され、さらに、パルス幅ｔ２の電圧Ｖ１
が印加される。以上の映像波形は、走査波形の選択期間
との組み合わせで画素の表示状態を決定する。走査電圧
の波形の保持期間におけるリフレッシュパルス電圧は、
信号電圧がＶＧである期間と同期してそれぞれ印加され
る。このような構成とすることにより、明を表示する信
号電圧の映像波形、暗を表示する信号電圧の映像波形の
どちらの映像波形と組み合わさっても、画素には常に電
圧ＶＲＰ又はＶＲＮでパルス幅ｔ１の電圧が印加され
る。

【００５７】従って、リフレッシュされる画素では、そ
の画素の映像電極上の他の画素の表示状態を決定する映
像波形の影響を受けることなく、極性が逆で明るさが同
じ表示状態とすることが可能となる。この場合、電圧Ｖ
Ｇに限ることなく、信号電圧をその変化の基準レベルに
相当する電圧にて前記複数条の信号電極に印加するよう
にして実施しても、実質的に同様の作用効果を達成でき
る。

【００５８】なお、駆動電圧は、視認角度特性を改善す
るために隣り合う走査電極又は複数の走査電極毎に互い
に極性が反転する構成としている。以上の走査電圧と映
像信号の組み合わせにより、画素Ｇi,1 、Ｇi,2 、Ｇi,
3の画素電極間には、それぞれ、図１１乃至図１３に示
すような波形の駆動電圧が印加される。これらの波形
は、Ｇi,1 が明、Ｇi,2 が暗、Ｇi,3 が明の場合を示し
ている。ここで、画素Ｇi,1 、Ｇi,2 、Ｇi,3 には、そ
れぞれ、ｔ１＋２・ｔ２の期間だけずれた形で、選択期
間、保持期間及び消去期間の各電圧が印加される。

【００５９】次に、画素Ｇi,2 が明表示の場合の動作に
つき、図１４の駆動電圧及び反強誘電性液晶の透過光強
度を示すタイミングチャートを参照して説明する。この
場合、図１４にて示すような波形の駆動電圧が印加され
る。第１フィールドでは、反強誘電性液晶は、選択期間
で第２安定状態（図１４にて符号Ｆ＋で示す正側強誘電
状態）となり、これに続く第１保持期間ではその状態を
維持する。

【００６０】第２保持期間の最初に印加されるリフレッ
シュパルス電圧（電圧ＶＲＮ、パルス幅ｔ１）で第２安
定状態から第３安定状態（図１４にて符号Ｆ−で示す負
側強誘電状態）へ移行し、続いて印加される保持電圧に
より第３安定状態を維持する。第３保持期間の最初に印
加されるリフレッシュパルス電圧（電圧ＶＲＰ、パルス
幅ｔ１）で第３安定状態から第２安定状態へ移行し、続
いて印加される保持電圧より第２安定状態を維持する。

【００６１】以後、リフレッシュパルス電圧と共に極性
が反転される毎に第２安定状態と第３安定状態が繰り返
し現れる。この繰り返し周期は、ちらつきを感じない周
波数以上（例えば、５０Ｈｚ）となっている。保持期間
終了とともに消去期間となり反強誘電性液晶は第１安定
状態となる。第２フィールドでは、反強誘電性液晶は、
選択期間で第３安定状態となりそれに続く第１保持期間
ではその状態を維持する。第２保持期間の最初に印加さ
れるリフレッシュパルス電圧（電圧ＶＲＰ、パルス幅ｔ
１）で第３安定状態から第２安定状態へ移行し、続いて
印加される保持期間により第２安定状態を維持する。

【００６２】第３保持期間の最初に印加されるリフレッ
シュパルス電圧（電圧ＶＲＮ、パルス幅ｔ１）で第２安
定状態から第３安定状態へ移行し、続いて印加される保
持電圧により第３安定状態を維持する。以後、リフレッ
シュパルス電圧とともに極性が反転される毎に第２安定
状態と第３安定状態が繰り返し現れる。この繰り返し周
期は、ちらつきを感じない周波数以上（例えば、５０Ｈ
ｚ）となっている。保持期間終了とともに消去期間とな
り反強誘電性液晶は第１安定状態となる。

【００６３】画素Ｇi,j が暗表示の場合の動作につき、
図１５の駆動電圧及び反強誘電性液晶の透過光強度を示
すタイミングチャートを参照して説明する。この場合、
図１５にて示すような波形の駆動電圧が印加される。第
１フィールドでは、反強誘電性液晶は、選択期間で第１
安定状態（図１５にて符号ＡＦで示す反強誘電状態）と
なり、これに続く第１保持期間ではその状態を維持す
る。

【００６４】次の第２保持期間の最初に印加されるリフ
レッシュパルス電圧（電圧ＶＲＮ、パルス幅ｔ１）で
は、第１安定状態から第３安定状態への移行は起こら
ず、第１安定状態のままであり、続いて印加される保持
電圧により第１安定状態を維持する。また、第３保持期
間の最初に印加されるリフレッシュパルス電圧（電圧Ｖ
ＲＰ、パルス幅ｔ１）では、第１安定状態から第２安定
状態への移行は起こらず、第１安定状態のままであり、
続いて印加される保持電圧より第１安定状態を維持す
る。

【００６５】以後、リフレッシュパルス電圧と共に極性
が反転されても、第１安定状態を維持する。消去期間で
も、反強誘電性液晶は第１安定状態を維持する。第２フ
ィールドでは、反強誘電性液晶は、選択期間で第１安定
状態となりそれの続く第１保持期間ではその状態を維持
する。第２保持期間の最初に印加されるリフレッシュパ
ルス電圧（電圧ＶＲＰ、パルス幅ｔ１）では第１安定状
態から第２安定状態への移行は起こらず第１安定状態の
ままであり、続いて印加される保持期間により第１安定
状態を維持する。

【００６６】第３保持期間の最初に印加されるリフレッ
シュパルス電圧（電圧ＶＲＮ、パルス幅ｔ１）では第１
安定状態から第３安定状態への移行は起こらず第１安定
状態のままであり、続いて印加される保持電圧により第
１安定状態を維持する。以後、リフレッシュパルス電圧
とともに極性が反転されても第１安定状態を維持する。
消去期間でも、反強誘電性液晶は第１安定状態を維持す
る。

【００６７】以上のような動作により、反強誘電性液晶
の画素の正負側両強誘電状態間の切り換えを、反強誘電
状態の画素を反強誘電状態にしたまま行うので、保持電
圧の極性の反転前後における表示の明るさが変化するこ
となく同一に維持される。このため、表示のちらつきを
視認させることなく、所望の映像を表示することができ
る。なお、液晶表示装置の温度が４０℃の場合、４０以
上の高コントラスト表示が得られた。

【００６８】また、本発明の実施にあたっては、保持期
間におけるリフレッシュパルス電圧の印加回数は、８回
に限ることなく、適宜変更して実施してもよい。この場
合、複数条の走査電極のうちの一走査電極に対応した隣
り合う両保持期間のうち先の保持期間における保持電圧
の最後の極性を、直後の保持期間における保持電圧の最
初の極性と異なるようにする。これにより、表示の焼き
付き防止に要する反強誘電性液晶の交流駆動を確保しつ
つ、上記実施の形態にて述べたリフレッシュパルス電圧
の印加による作用効果を達成できる。

【００６９】また、本発明の実施にあたっては、上記実
施の形態に限ることなく、保持期間のリフレッシュパル
ス電圧の回数に合わせて、複数条の走査電極のうちの一
走査電極に対応した保持期間における保持電圧の極性
が、前記一走査電極に隣り合う走査電極に対応した保持
期間における保持電圧の極性とは、前記選択期間の繰り
返し周期の半分以上にて異なるようにして実施するよう
にしてもよい。

【００７０】これにより、保持電圧の極性切り換え周期
を、フィールド反転方式に比べて見かけ上速くすること
ができ、その結果、上記実施の形態にて述べたリフレッ
シュパルス電圧の印加による作用効果を確保しつつ、保
持電圧の極性切り換え周期に起因する表示のちらつきを
防止できる。また、本発明の実施にあたり、上記実施の
形態のハードロジック構成は、マイクロコンピュータの
フローチャートにより実現するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るマトリクス型液晶表示装置の一実
施の形態を示す全体構成図である。

【図２】図１の液晶パネルの断面図である。

【図３】図１の液晶パネルにおける画素の模式的例示図
である。

【図４】図１の走査電極駆動回路の具体的回路図であ
る。

【図５】図４のデコーダ回路の詳細回路図である。

【図６】図４の走査電極駆動回路の動作を説明するため
のタイミングチャートである。

【図７】図１の信号電極駆動回路の具体的回路図であ
る。

【図８】図７のデコーダ回路の詳細回路図である。

【図９】図７の信号電極駆動回路の動作を説明するため
のタイミングチャートである。

【図１０】図１の液晶表示装置の動作を説明するための
タイミングチャートである。

【図１１】画素Ｇi,1 が明表示の場合の駆動電圧波形を
示すタイミングチャートである。

【図１２】画素Ｇi,2 が暗表示の場合の駆動電圧波形を
示すタイミングチャートである。

【図１３】画素Ｇi,3 が明表示の場合の駆動電圧波形を
示すタイミングチャートである。

【図１４】第１フィールドの一部における明表示画素に
印加される駆動電圧波形及び反強誘電性液晶の透過光強
度特性を示すタイミングチャートである。

【図１５】第１フィールドの一部における暗表示画素に
印加される駆動電圧波形及び反強誘電性液晶の透過光強
度特性を示すタイミングチャートである。

【図１６】反強誘電性液晶の電圧に対する応答時間特性
を示すグラフである。

【図１７】反強誘電性液晶の画素に対応する部分のリフ
レッシュパルス電圧印加における状態を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１０・・・液晶パネル、２０・・・コントロール回路、
３０、４０・・・電源回路、５０・・・走査電極駆動回
路、６０・・・信号電極駆動回路、ＤＸ１乃至ＤＸｍ、
ＤＹ１乃至ＤＹｎ・・・デコーダ回路、ＲＸ１乃至ＲＸ
ｍ・・・３ｂｉｔレジスタ、ＲＹ１乃至ＲＹｎ・・・２
ｂｉｔレジスタ、ＳＹ１乃至ＳＹｎ・・・レベルシフ
タ、ＷＸ１乃至ＷＸｍ、ＷＹ１乃至ＷＹｎ・・・アナロ
グスイッチ回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小勝負信明愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶、ｎ条の走査電極（Ｙ１乃至Ｙｎ）
及びｍ条の信号電極（Ｘ１乃至Ｘｍ）によりｎ×ｍ個の
画素を形成してなる液晶パネル（１０）と、前記ｎ条の走査電極を線順次走査しながらこれら走査電
極上の画素に画像データを書き込む選択期間を確保する
とともに前記線順次走査される走査電極に保持電圧を少
なくとも一回極性反転させながら印加して当該走査電極
上の画素の状態を保持する保持期間を確保するように制
御動作する走査電極駆動制御手段（２０、３０、５０）
と、この走査電極駆動制御手段による走査と同期して、前記
複数条の信号電極に対し前記画像データを信号電圧とし
て印加するように制御動作する信号電極駆動制御手段
（２０、４０、６０）とを備え、前記走査電極駆動制御手段及び信号電極駆動制御手段の
両制御動作に応じて前記複数の画素によりマトリクス表
示するようにしたマトリクス型液晶表示装置において、前記走査電極駆動制御手段が、前記保持電圧の極性を反
転させる際、前記線順次走査される走査電極に前記保持
電圧よりも高いリフレッシュ電圧を印加することを特徴
とするマトリクス型液晶表示装置。
【請求項２】前記液晶が、印加電圧に応じ反強誘電状
態、正極側強誘電状態及び負極側強誘電状態となる反強
誘電性液晶であり、前記走査電極駆動制御手段による前記リフレッシュ電圧
の印加期間が、前記両強誘電状態間の応答を達成し前記
反強誘電状態から前記強誘電状態への応答を達成しない
期間であることを特徴とする請求項１に記載のマトリク
ス型液晶表示装置。
【請求項３】前記信号電極駆動制御手段は、前記リフ
レッシュ電圧の印加期間には、前記信号電圧をその変化
の基準レベルに相当する電圧にて前記複数条の信号電極
に印加することを特徴とする請求項１又は２に記載のマ
トリクス型液晶表示装置。
【請求項４】前記複数条の走査電極のうちの一走査電
極に対応した保持期間における保持電圧の極性が、前記
一走査電極に隣り合う走査電極に対応した保持期間にお
ける保持電圧の極性とは、前記選択期間の繰り返し周期
の半分以上にて異なることを特徴とする請求項１乃至３
のいずれか一つに記載のマトリクス型液晶表示装置。
【請求項５】前記複数条の走査電極のうちの一走査電
極に対応した隣り合う両保持期間のうち先の保持期間に
おける保持電圧の最後の極性は、直後の保持期間におけ
る保持電圧の最初の極性と異なることを特徴とする請求
項１乃至４のいずれか一つに記載のマトリクス型液晶表
示装置。