JPH10111488A

JPH10111488A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH10111488A
Application number: JP26495996A
Authority: JP
Inventors: Akira Inoue; 明井上; Katsunori Yamazaki; 克則山崎; Yutaka Ozawa; 裕小澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 1998-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】低消費電力であり、充放電駆動における電圧設
定が可能な液晶駆動回路、液晶表示装置を提供するこ
と。【解決手段】充電期間、放電期間、プリチャージ期間、
印加電圧の極性、選択期間中の極性をあたえる信号によ
り出力電圧レベルを制御するとともに、充電駆動、放電
駆動、充放電駆動に対応した制御信号を生ずる制御回路
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶駆動装置、お
よびこれを用いた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置等の表示装置は、低
消費電力で軽量なディスプレイデバイスとして、テレ
ビ、電子手帳、パーソナルコンピュータ、携帯電話等の
電子機器に広く利用されている。そして今後、更に高精
細な画像を表示し、かつ消費電力の低い液晶表示装置が
期待されている。

【０００３】さて、近年、ＭＩＭ素子、バック・ツー・
バック・ダイオード素子、ダイオードリング素子、バリ
スター素子などの非線形スイッチ素子を用いた液晶表示
装置において、第１のモードでは第１の選択電圧を走査
線に与えて液晶素子を充電し、第２のモードではプリチ
ャージ電圧を与え液晶素子を過充電した後に、第２の選
択電圧を与えて放電させる新方式の駆動方法（以下、充
放電駆動法と呼ぶ）が脚光を浴びつつある。充放電駆動
法については、例えば特開平２−１２５２２５等に開示
されているが、従来と異なる手順をともない、かつ従来
よりも多くの電圧レベルから選ばれた電圧を走査電極に
印加するための液晶駆動回路については、全く言及され
ていない。通常、充放電駆動を行う際には、走査電極に
５レベル以上の電圧が印加される。このようなレベル数
の多い電圧を与える液晶駆動回路は、電圧レベルが変わ
る際に、各電極に与える電位レベルを少なくとも３ビッ
トのデータで設定し、これらをすべて転送、記憶する必
要があった。即ち、走査線数分の電圧レベルを設定する
データを少なくとも１水平走査期間内に送らなければな
らない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の液晶駆動装置を充放電駆動法に適用すると、液晶駆動
回路は、回路構成が複雑かつ大規模であった。また、そ
れぞれの走査線に出力する電圧レベルのデータを常に送
りつづけなければならないため、制御回路、駆動回路で
消費電力の増加を引き起こし、非線形素子を用いた液晶
表示装置の利点を損なうという課題が生じてしまう。

【０００５】本発明は、以上のような課題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、画質を向上
させる充放電駆動に適応でき、回路規模が小さく、消費
電力が少ない液晶駆動回路を用いた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】複数の走査線と、複数の
データ線とを用いて駆動される表示素子とを含み、第１
のモードにおいては、第１の選択電圧を走査線に与え、
表示素子を充電することにより表示素子を駆動し、第２
のモードにおいては、非選択電圧を基準として該第１の
選択電圧と逆極性のプリチャージ電圧を与えた後に、非
選択電圧を基準として該プリチャージ電圧と逆極性の第
２の選択電圧を走査線に与え、表示素子への印加電圧を
放電することにより表示素子を駆動する液晶表示装置で
あって、充電期間、放電期間、プリチャージ期間、印加
電圧の極性、選択期間中の極性を与える信号から走査電
極に印加される電圧を決定する走査電極駆動回路を有す
ることを特徴とする。

【０００７】本発明によれば、いわゆる充放電駆動法を
用いる液晶駆動装置の回路規模を縮小するとともに、低
消費電力化が可能となる。

【０００８】また、本発明は、複数の走査線と、複数の
データ線とを用いて駆動される表示素子とを含み、第１
のモードにおいては、第１の選択電圧を走査線に与え、
表示素子を充電することにより表示素子を駆動し、第２
のモードにおいては、非選択電圧を基準として該第１の
選択電圧と逆極性のプリチャージ電圧を与えた後に、非
選択電圧を基準として該プリチャージ電圧と逆極性の第
２の選択電圧を走査線に与え、表示素子への印加電圧を
放電することにより表示素子を駆動する液晶表示装置で
あって、走査電極駆動回路を有し、かつ充電駆動、放電
駆動、充放電駆動に応じた制御信号を前記走査電極駆動
回路に与えるための制御回路を有することを特徴とす
る。

【０００９】本発明によれば、いわゆる充放電駆動法を
用いる液晶表示装置の走査線側の各電圧レベルを適正に
設定することが可能となり、液晶表示装置での画質劣化
の要因である焼き付き、およびフリッカを抑圧できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。

【００１１】（実施例１）まず、充放電駆動法を用いた
液晶パネルの駆動について説明する。図８は、充放電駆
動法における走査線側の駆動波形例であり、４種の波形
Ｗ１〜Ｗ４の波形が示されている。充放電駆動は、２つ
のモードの組み合わせからなる。波形Ｗ１を用いて説明
すると、第１のモードは、ｎフレームにおけるＴ１また
はＴ２の期間で走査電極に充電電圧Ｖ１の電圧を与え、
液晶を正方向に充電したのち、保持電位Ｖ３を与えて保
持する。第２のモードは、次のｎ＋１フレームのＴ３の
期間で走査電極に過充電電圧Ｖ７を与え、液晶を第１の
モードで液晶を充電した方向とは逆方向に過充電（以後
プリチャージと呼ぶ）し、その後、Ｔ４の期間で走査電
極に放電電圧Ｖ２を与えて、液晶に印加された電圧を放
電し、負極性の電圧を液晶に印加し、その後、保持電位
Ｖ４を与えるシーケンスで実現される。Ｗ２の波形は、
Ｗ１の波形につづき、次の１水平走査期間で充放電駆動
を行っているもので、１ラインおきの反転駆動を示して
いる。波形Ｗ３は、Ｗ１に示した充放電を逆極性とした
ものである。Ｗ４は、Ｗ３の波形につづき次の１水平走
査期間で充放電駆動を行う波形である。本例では、Ｗ
１、またはＷ３の走査線が充電駆動であるフレームで
は、Ｗ２、Ｗ４の走査線は、放電駆動とした１ライン反
転であるが、反転ライン数は、２ライン以上を用いても
よい。また、充放電駆動は、片側の極性での充放電駆動
で完結されてもよいし、また、正側、負側の充放電駆動
を数フレームづつ交互に入れ替える手法（以後、両極性
充放電駆動と呼ぶ）をとってもよい。

【００１２】図８の波形から明らかなように充放電駆動
をする際には、走査線を駆動する電圧レベルが少なくと
も５つ必要であり、両極性での充放電を行う際には、８
つの電圧レベルが必要となる。従来、８レベルを出力す
るための、走査電極駆動回路としては、図９に示すよう
な構成が用いられていた。データＹＤ０〜ＹＤ２は、８
レベルのうちのどのレベルを各走査線に与えるかを意味
する信号である。データＹＤ０〜ＹＤ２は、出力してい
る電圧が変化する次の期間までにすべて転送され、デー
タ・メモリ１〜３に蓄えられた後、ラッチ信号ＬＰとと
もにデータ・ラッチ１〜３にデータ・メモリーの内容が
保持される。データ・ラッチの内容は、デコーダーを用
いてそれぞれの走査電極に電圧レベルを決定され、駆動
電圧出力部を経て、各走査電極に電圧をあたえる。した
がって走査線のどれかの印加電圧が変化するまでに、各
走査線に与えるデータすべてを転送する必要がある。図
８に示す波形例では、走査期間の約半分で走査電極の電
圧レベルが変化しているため、テレビ信号では、約３０
μｓｅｃで走査線数分のデータを送らなければならな
い。このため、クロック周波数が高くなり、消費電力は
大きくなる。また、従来の液晶駆動回路である図９の回
路構成では、３ビットのデータ・メモリー、ラッチ回路
を含むため、回路規模が非常に大きくなるという不具合
いを生じていた。

【００１３】次に実施例１の詳細について説明する。図
２は、実施例１に用いる液晶駆動回路のブロック図であ
る。また、図３、図４、図５は、図２に示す液晶駆動回
路の動作、出力波形と制御信号の関係を説明するための
図である。

【００１４】図２においてシフト・レジスタ１０は、出
力数分の段数を有し、クロック信号ＣＬＫに応じて、走
査データ信号ＹＤを順次シフトしていく。本実施例で
は、出力数を１２０とした例を示している。図３は、走
査データ信号ＹＤが入力され、クロック信号ＣＬＫに対
応してシフトしていく状態を示している。走査データ信
号ＹＤは、１垂直走査期間に１度データを送る。図３に
おいて、ＣＯＭＤｎで表される信号は、シフト・レジス
タ１０のｎ段目の状態を示している。走査データＹＤが
シフトされ、ＣＯＭＤがアクティブである走査線は、そ
の期間が充電期間、放電期間、プリチャージ期間のいず
れかであることを意味する。図２において、選択時極性
データ・ラッチ回路１１および出力電圧選択回路１２に
入力されている極性信号Ｍは、液晶素子に印加し、保持
する電圧の極性を示すものである。また、選択時極性デ
ータ・ラッチ回路１１は、シフトレジスタ１０と同様に
出力数分の段数を有し、各出力が充電電圧、放電電圧を
出力する際の極性データＭを保持するために用いられ、
選択時極性データＰＯＬＱとして保持される。出力電圧
選択回路１２に入力される信号ＰＲＥは、プリチャージ
および放電期間を意味する。また、信号ＳＥＬは、シフ
トレジスタの内容ＣＯＭＤがアクティブの走査線に対し
て、充電期間または、放電期間であることを意味する。
表１は、各シフトレジスタの内容ＣＯＭＤ、信号ＳＥ
Ｌ、信号ＰＲＥ、極性信号Ｍ、選択時極性データＰＯＬ
Ｑに対し出力電圧レベルを示した真理値表である。表１
において「＊」は、０でも１でも可であることを意味す
る。

【００１５】

【表１】

【００１６】表１に示すようにＶ０からＶ７の各液晶駆
動電圧レベルは、以下に説明する電圧レベルとする。Ｖ
０は、正側プリチャージ電圧、Ｖ１は、正側充電電圧、
Ｖ２は、負側放電電圧、Ｖ３は、正側保持電圧、Ｖ４
は、負側保持電圧、Ｖ５は、正側放電電圧、Ｖ６は、負
側充電電圧、Ｖ７は、負側プリチャージ電圧である。図
４は、ｎ番目、ｎ＋１番目の走査電極への出力波形と各
制御信号との関係を示す図であり、本実施例では、充放
電駆動を１ライン反転で行っている。駆動電圧出力回路
１３からの出力波形ＯＵＴｎは、時間軸にそって、正側
保持、負側プリチャージ、負側放電、負側保持、正側充
電、正側保持を繰り返している。ＰＯＬＱｎおよびＰＯ
ＬＱｎ＋１は、図２でも述べたように、選択時極性デー
タをラッチした内容である。

【００１７】次に図５は、図４に示した充放電駆動と
は、逆極性の充放電駆動波形と各制御信号との関係を示
す図である。出力波形ＯＵＴｍは、時間軸にそって、負
側保持、正側プリチャージ、正側放電、正側保持、負側
充電、負側保持を繰り返している。図４および図５に示
す各信号から明らかなように、本発明においては、デー
タを転送するためのクロック信号ＣＬＫは、１水平走査
期間に相当するクロック周波数でよく、また、その他の
制御信号も、１水平走査期間内に、多くとも１回しか切
り替わることがなく、各走査信号に対応するデータをす
べて転送していた従来の手段に対し、回路構成の縮小と
消費電力の大幅低下とが実現される。

【００１８】（実施例２）実施例２は、実施例１におけ
る駆動手段に対し、充放電駆動のみでなく、従来用いら
れてきた正極性および負極性の充電駆動と正極性および
負極性の放電駆動を行う制御信号を発生するための手段
を有した液晶駆動装置に関する実施例である。図１は、
本発明における液晶表示装置の概略図であり、画像を表
示する液晶パネル２０は、マトリクス状に配置された非
線形素子１８と液晶素子１９からなる画素で構成され、
データ電極２１および走査電極２２に、各画素が接続さ
れている。データ電極２１は、データ電極駆動回路１７
により表示データに応じて駆動される。走査電極駆動回
路１５は、図２の回路に対応する。本実施例の特徴であ
る制御回路１６は、以下に示す両極性充電駆動、両極性
放電駆動、充放電駆動に対応する制御信号２３を発生す
る。

【００１９】通常、充放電駆動を液晶表示装置に適応す
る際には、液晶に印加されている電圧を測定しない限
り、充放電駆動のみで充電電圧、放電電圧を設定するこ
とは困難である。そこで本実施例では、従来、非線形素
子を用いた液晶表示装置に使用されてきた両極性充電駆
動と、充放電駆動における第２のモード、即ち放電駆動
を両極性にした両極性放電駆動を行うための制御信号２
３を発生させる制御回路１６を有している。制御信号２
３は、図２に示した信号ＰＲＥ、ＳＥＬ、Ｍ、ＣＬＫ、
及びＹＤからなる。図６は、従来の両極性充電駆動の駆
動波形Ｗ５を、また、図７は、両極性放電駆動を実施例
１での走査電極駆動回路を用いて発生させた例を示して
いる。従来の両極性充電駆動により液晶駆動装置からの
透過率と充電電圧の関係、いわゆる充電電圧−透過率特
性を求め、次に図７に示す波形を用いた両極性の放電駆
動により放電電圧−透過率特性を求める。これらの電圧
−透過率特性からそれぞれの透過率が同一となる充電電
圧、放電電圧を求め、充放電駆動を用いる際の充電電
圧、放電電圧にそれぞれ設定する。電圧設定に誤差があ
ると液晶素子に直流電圧が加わり、フリッカーや焼き付
き等の問題が生じるが、本発明では、実施例１で述べた
液晶駆動回路と本実施例での制御回路を有することによ
り、正確な電圧設定が可能となり、フリッカー、焼き付
きなどの画質劣化課題を解決することが可能となる。

【００２０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、いわゆる
充放電駆動法を用いる液晶駆動装置の回路規模を縮小す
るとともに、低消費電力化が可能となる。

【００２１】また、請求項２記載の発明によれば、いわ
ゆる充放電駆動法を用いる液晶表示装置の走査線側の各
電圧レベルを適正に設定することが可能となり、液晶表
示装置での画質劣化の要因である焼き付き、およびフリ
ッカを抑圧できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における液晶表示装置のブロック図であ
る。

【図２】実施例１の走査電極駆動回路のブロック図であ
る。

【図３】図２中のシフトレジスタの動作を示す図であ
る。

【図４】実施例１での充放電駆動波形例と制御信号の関
係を示す図である。

【図５】実施例１での逆極性の充放電駆動波形と制御信
号の関係を示す図である。

【図６】実施例２での両極性充電駆動波形と制御信号の
関係を示す図である。

【図７】実施例２での両極性放電駆動波形と制御信号の
関係を示す図である。

【図８】充放電駆動の波形を示す図である。

【図９】従来の走査電極駆動回路のブロック図である。

【符号の説明】

１０シフトレジスタ１１選択時極性データ・ラッチ回路１２出力電圧選択回路１３駆動電圧出力回路１５走査電極駆動回路１６制御回路１７データ電極駆動回路１８非線形素子１９液晶素子２０液晶パネル２１データ電極２２走査電極２３制御信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の走査線と、複数のデータ線とを用い
て駆動される表示素子とを含み、第１のモードにおいて
は、第１の選択電圧を走査線に与え、表示素子を充電す
ることにより表示素子を駆動し、第２のモードにおいて
は、非選択電圧を基準として該第１の選択電圧と逆極性
のプリチャージ電圧を与えた後に、非選択電圧を基準と
して該プリチャージ電圧と逆極性の第２の選択電圧を走
査線に与え、表示素子への印加電圧を放電することによ
り表示素子を駆動する液晶表示装置であって、充電期間、放電期間、プリチャージ期間、印加電圧の極
性、選択期間中の極性を与える信号から走査電極に印加
される電圧を決定する走査電極駆動回路を有することを
特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】複数の走査線と、複数のデータ線とを用い
て駆動される表示素子とを含み、第１のモードにおいて
は、第１の選択電圧を走査線に与え、表示素子を充電す
ることにより表示素子を駆動し、第２のモードにおいて
は、非選択電圧を基準として該第１の選択電圧と逆極性
のプリチャージ電圧を与えた後に、非選択電圧を基準と
して該プリチャージ電圧と逆極性の第２の選択電圧を走
査線に与え、表示素子への印加電圧を放電することによ
り表示素子を駆動する液晶表示装置であって、請求項１記載の走査電極駆動回路を有し、かつ充電駆
動、放電駆動、充放電駆動に応じた制御信号を前記走査
電極駆動回路に与えるための制御回路を有することを特
徴とする液晶表示装置。