JPH10268256A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非走査電圧が信号電極の電位変化によって誘
起され変動し、あるいは階調制御により駆動電圧の周波
数成分帯域が広がり、それにより表示濃度が異常を来す
ことを防止し、多階調表示で表示品位の高い表示を行
う。 【解決手段】 液晶セル１は単純マトリクスである。駆
動電圧は走査側、信号側それぞれ原則２値とする。走査
回路２は液晶セル１の一方の電極を走査し、信号回路３
は画素データに基づく表示データにより他方の電極群に
信号を与える。信号回路３は複数の集積回路からなり、
信号回路は階調情報に応じて基本パルス幅によるパルス
幅変調された信号を用いる。その変調結果の基本パルス
幅の配置を走査時間内で複数箇所に配置する。同じ階調
であっても、集積回路毎にパルス幅の配置を異ならしめ
たり、時間毎にパルス幅の位置を異ならせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆる単純マト
リクス型の液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より直交した電極群を有し、画素交
点にトランジスタの様なアクティブ素子を持たない、い
わゆる単純マトリクス型の液晶表示装置においては、電
極群の一方に走査回路を接続して走査を行い、画素デー
タに応じた信号を用いて他方の電極群を駆動することで
液晶セルの表示をさせており、通常信号側の電圧は制御
回路を用いて画素データを受信し必要に応じて加工した
後、信号回路に表示データを送信していた。この場合、
画像データに階調情報が含まれると、振幅変調若しくは
パルス幅変調を行う事になる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の場合においても、実用新案登録第１１１１７１号に示
されるように不所望な表示の淡い影があらわれ、特に階
調表示においては、この影により階調反転が生じること
すらあった。そこでこのような淡い影を検討した結果、
第一にＡＣカップリングにより非走査電圧が信号電極の
電位変化によって誘起され変動していること、これによ
り、図５のように駆動電圧の実効値が移動し、不所望の
影になっていることが判った。また第二に、階調制御に
より駆動電圧の周波数成分帯域が広がり、それにより液
晶の駆動電圧（周波数応答しきい値電圧）の違いが表示
濃度の違いとなってあらわれていることが判った。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の点を考慮
してなされたもので、直交する電極群を有しそれらの電
極の交点に画素を形成する液晶セルと、その直交する電
極群の一方に接続された走査回路と、画素データの階調
情報に応じた信号を用いて液晶セルの直交する他方の電
極群に与える信号回路と、画素データを受信して信号回
路に表示データを送信する制御回路とを有し、信号回路
は階調情報に応じて基本パルス幅によるパルス幅変調さ
れ、その変調結果の基本パルス幅の配置を走査時間内で
複数箇所に配置した信号を用いるもので、好ましくは同
じ階調であっても集積回路毎にパルス幅の配置を異なら
しめ、あるいは同じ階調であっても時間毎にパルス幅の
位置を異ならせるものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】図１は本発明実施例の液晶表示装
置のブロック図で、大表示容量の液晶セルを駆動するた
めに好適なように、走査信号を大きい正負の電圧とし、
信号電圧を正の選択電圧と負の選択電圧の中間値近傍の
電圧とすることにより、走査側は大きな電圧を用いる代
わりに低速で、信号側は小さい電圧を用いて高速駆動が
できるようにした液晶表示装置を例にとって説明する。

【０００６】１は、互いに直交する電極群を有する液晶
セルで、それらの電極の交点に画素を形成する液晶セル
で、例えばスーパーツイストネマティック液晶表示器な
どの電界効果型液晶が利用できる。これらの液晶セル１
の電極は、いわゆる単純マトリクスを構成し、画素交点
に能動素子を持たないものである。この液晶セル１は必
要に応じて複数の領域に分割され、分割された領域毎に
互いに直交する電極群を有する。具体的には、例えば１
０２４ＲＧＢ×７６８画素（カラーＸＧＡ）の表示面で
あれば、３０７２（信号側）×３８４（走査側）の上下
２画面構成の画素をもっており、中央で分離された上下
各々３０７２本の信号電極と、それらと交わる７６８本
の走査電極を有する。

【０００７】２は、その液晶セル１の領域毎に、一方の
電極群に走査電圧を与える走査回路で、上述の画面の例
で説明すると、３８４本の出力を持つ２組の回路からな
り、必要に応じて複数の集積回路からなる。この走査回
路２は、正負の電圧−ＶＬ、＋ＶＨと中間電圧Ｖｍのい
ずれかを選択して所定の電極に供給するものであり、こ
のうち−ＶＬ、＋ＶＨは選択電圧で、上下に画面分割し
てある場合には各々の領域で同じ順位の走査線を、例え
ば上から順に１本ずつ走査すればよい。ここでは線順次
駆動を例にとっているが、複数の電極を同時に走査する
場合でも本発明は適用でき、この場合、例えば直交関数
に応じて印加電圧が選択され、電圧の絶対値と、同時に
選択電圧を与える電極の本数が異なるだけで電圧平均化
法を用いることに代わりはない。

【０００８】３は、液晶セル１の他方の電極群に画信号
に応じた電圧を与える信号回路で、複数の集積回路で構
成され、特には走査回路２の正の選択電圧＋ＶＨと負の
選択電圧−ＶＬの中間値近傍の２種類の信号電圧−Ｖ
ｂ、＋Ｖｂを画信号に応じて選択的に電極に供給するも
のである。これら選択電圧＋ＶＨ、−ＶＬや信号電圧±
Ｖｂの大きさは、電圧平均化法に準じて求められるもの
で、例えばＸＧＡ画面２分割のとき走査線数は３８４本
であり、１／３８４デューティの駆動の場合最適バイア
ス値は１：２０．６であり、中間電圧ＶｍとＧＮＤレベ
ルを一致させた時、選択電圧±３０ボルト、信号電圧±
Ｖｂは±１．５３ボルトである。

【０００９】尚この場合、走査電圧は一定の周期で正負
いずれかの選択電圧が選択されるもので、いずれが選択
されるかは極性反転信号Ｍに従って選択され、信号回路
３から出力される信号電圧は画信号と極性反転信号に伴
って２つの値のうちどちらを選択されるのか変化する。
そして、階調表示を行う時は階調に応じて基本パルス幅
によるパルス幅変調される。これによって、基本的に階
調用に重畳するアナログ電圧発生手段が不要になるから
である。この場合、選択走査期間内のオン・オフ時間比
を利用する。

【００１０】また、複数行を同時に走査する場合は電圧
値が直交関数によって演算されるだけで、電圧平均化法
の適用に変わりはない。この場合も階調表示にあたって
は階調に応じてパルス幅変調されることが好ましく、例
えば、上下画面分割した場合にはそれぞれに単独で駆動
を行い、選択走査期間内のオン・オフ時間比を利用す
る。この信号回路３が扱う信号電圧は、画素データのｂ
ビット階調情報を直交関数［Ｆ］で演算し、ｂビット駆
動データとしてパルス幅変調の階調表示データを生成し
た、原則的に２つの電圧の画素データに応じた電圧であ
る。但しこの演算そのものは信号回路３で行う必要はな
く、信号回路３がレジスタとドライバ程度しか持ってい
ない場合には、後述する制御回路５で演算を行い、その
結果の電圧印加を信号回路３で行えばよい。直交関数は
２値であるから、極性反転は２値の反転で簡単に行うこ
とができる。

【００１１】４は、走査回路２と信号回路３に所定の値
の電圧を供給する電源回路で、少なくとも正負の選択電
圧−ＶＬ、＋ＶＨと信号電圧−Ｖｂ、＋Ｖｂと中間電圧
Ｖｍといったバイアス電圧を出力し、より好ましくは、
走査回路２や信号回路３、さらには、制御回路５やゲー
ト、バッファ等の駆動電圧等をも供給する。この電源回
路４は、例えばこの表示装置が組み込まれるパーソナル
コンピュータから供給される電圧ＶＥＥ−ＶＤＤを、電
圧発生回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ）４１に入力し、正
負の電圧−ＶＬ、＋ＶＨを生成させる。ここに正負とい
うのは、何かの絶対電位、たとえばこの表示装置が組み
込まれるパーソナルコンピュータの電源に対して規定さ
れた電位のことではなく、非走査時の電圧（中間電圧）
Ｖｍに対する電位で表現している。選択電圧に基づいて
これを抵抗分割回路４２で所定のバイアス値の電圧を
得、これをバッファ回路４３を介することによって信号
電圧＋Ｖｂ、−Ｖｂと中間電圧Ｖｍを得る。走査回路２
の駆動電圧や信号回路３の駆動電圧は、この表示装置が
組み込まれるパーソナルコンピュータから供給される電
圧ＶＥＥ−ＶＤＤを直接用いてもよいし、電圧発生回路
４１で改めて生成してもよい。

【００１２】５は、パーソナルコンピュータ等の機器か
ら送られてくる画素データを受け取り、走査回路２、信
号回路３などに、表示用の信号とタイミング信号Ｔや極
性反転信号Ｍを含む制御用の信号を与える制御回路で、
ゲートアレイなどからなる。ここでは、たとえばフレー
ム信号を元にリセット信号や極性反転信号Ｍを生成した
り、パルス幅変調の階調信号を出力出来るように画素デ
ータを駆動しやすい表示データに変換したり、シリアル
データをパラレルデータに変換したりする。また直交関
数を用いる場合には、走査回路２が複数本の走査電極を
同時に選択するための演算回路等を含んでいる。制御回
路５は、必要に応じて直接機器からこれらの信号を受け
取るのではなく、ＬＶＤレシーバー（図示せず）を介し
て受け取ることもでき、これは機器が低電圧仕様の場合
とか、ＴＦＴ用のコントローラしか持たない場合に特に
有効である。同一画面同時駆動のための関数発生器はこ
の制御回路５に有してもよいし、走査回路２に設けても
よい。さらに制御回路５は画素データを複数組の電極群
に対応させて記憶する記憶手段（図示せず）を含み、こ
れを制御していてもよい。

【００１３】ここで特徴的なことは、制御回路５は、信
号回路が階調表示駆動するにあったて、その信号を階調
情報に応じて基本パルス幅によるパルス幅変調され、そ
の変調結果の基本パルス幅の配置を走査時間内で複数箇
所に配置することである。ここに基準パルス幅とは１階
調を示すパルス幅をいい、例えば１走査期間をｔ秒とし
６４階調を行う時、単純パルス幅階調であればｔ／６４
（秒）のパルスとなり、最小限パルスを残して波形歪み
を除去する時は（ｔ−最小限パルス）／６４（秒）とな
る。基準パルスの配置とは、好ましくは同じ階調であっ
ても集積回路毎にパルス幅の配置を異ならしめ、あるい
は同じ階調であっても時間毎にパルス幅の位置を異なら
せるものである。

【００１４】具体的には、信号回路３は複数の集積回路
３１からなっているので、１画面を駆動するための集積
回路のうち、左右に半分に分けて、あるいは奇数番目と
偶数番目に分けて、それぞれ図２のｂに示すようにオフ
基準パルスがまとまって走査期間の立上りに位置するよ
うに配置したグループと、図２ｃに示すようにオフ基準
パルスがまとまって走査期間の立ち下がりに位置するよ
うに配置したグループとに分けて駆動し、このグループ
を１フレーム毎に交代させる。このようにすることで、
走査電極の非走査期間における誘起電圧は、正負両方向
がバランスされ、大きな実効値の変動にいたらない。

【００１５】また、別の例として、従来は図６に示すよ
うに同一パターンを表示させる時、広い帯域の周波数成
分が現われていたが、図３に示すように、基準パルス位
置を走査期間で分散させつ事で、比較的高周波乍ら現れ
る周波数帯域が限られ、液晶層の周波数依存性を同じレ
ベルにし、淡い影が出ないようにしている。同様に、図
４に示す１６の波形はいずれも階調レベル４の波形であ
るが、上段は原則立ち上がりから階調を刻むものの走査
時間内でのオフ時間の出現位置を変えた８つのグループ
としたもので、下段は原則立ち下がりから階調を刻むも
ののオン時間の出願位置を変えた８つのグループとした
ものである。本発明においては、これらの１６の波形
を、走査のたび、若しくは走査線数本おき、あるいは集
積回路毎に順次用いるものである。

【００１６】

【発明の効果】本発明は上述のように、ＡＣカップリン
グにより非走査電圧が信号電極の電位変化によって誘起
されても相殺されるようにパルス位置を変え、あるいは
駆動電圧の周波数成分帯域が広がるのを抑制して、表示
濃度の違いを減少させ、大容量の表示が品位高く行え
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の液晶表示装置のブロック図であ
る。

【図２】本発明における波形図である。

【図３】本発明における波形図である。

【図４】本発明に用いる信号の波形図である。

【図５】従来の表示の波形図である。

【図６】従来の表示の波形図である。

【符号の説明】

１ 液晶セル ２ 走査回路 ３ 信号回路 ４ 電源回路 ５ 制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 耕志 鳥取県鳥取市南吉方３丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直交する電極群を有しそれらの電極の交
   点に画素を形成する液晶セルと、その直交する電極群の
   一方に接続された走査回路と、画素データの階調情報に
   応じた信号を用いて前記液晶セルの直交する他方の電極
   群に与える信号回路と、画素データを受信して前記信号
   回路に表示データを送信する制御回路とを有し、前記信
   号回路は階調情報に応じて基本パルス幅によるパルス幅
   変調され、その変調結果の基本パルス幅の配置を走査時
   間内で複数箇所に配置した信号を用いることを特徴とす
   る液晶表示装置。