JPH1069260A - ネマティック液晶の駆動方法 - Google Patents
ネマティック液晶の駆動方法Info
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Abstract
高速応答可能にマトリックス駆動させる。 【解決手段】 ネマティック液晶と、前記液晶を挟む複
数のコモン電極および複数のセグメント電極と、前記電
極に挟まれた液晶を2枚の偏光板の間に置いた液晶表示
装置において、コモン電極に選択パルスを印加する手段
と、前記選択パルスに応じて、表示すべき画像データに
応じた電圧をセグメント電極に印加する手段を備え、前
記コモン電極の選択パルスが印加されていない期間に、
前記セグメント電極に、前記画像データに応じた電圧と
異なる電圧を印加する手段を備え、前記複数のセグメン
ト電極に印加される平均電圧を所定の値にする。
Description
にネマティック液晶の駆動方法に関するものである。
ネマティック液晶を挟んで、2枚の偏光板の間に置く
と、前記2つの透明電極に印加する電圧に応じて、前記
2枚の偏光板を通る光の透過率が変化することが知られ
ている。
薄く、電力消費が少ないなどの特徴を備え、腕時計や電
卓をはじめ広く使われている。
せて、ノートパソコンや小型の液晶テレビなどのカラー
表示ドットマトリックス型のディスプレイ装置に使われ
ている。
構造の簡単な単純マトリックス駆動方式と、画素毎に能
動素子を付加して高画質を実現したTFT方式に代表さ
れるアクティブマトリックス方式が知られている。
子の形成が非常に困難でコストが高く、生産設備にも多
額の投資が必要になるものの、最も画質の高いTN型の
ネマティック液晶を使うことが出来るため、高コントラ
スト比、高視野角、多階調化を実現できる。
ルの電極の形成は非常に簡単であるが、選択時間に対す
る繰り返し周期の比であるデューティ比が高くなるとコ
ントラスト比が小さくなってしまうという問題があり、
デューティ比の高い大規模マトリックス液晶パネルで
は、コントラスト比、視野角、応答速度、多階調化の面
で特性的に不利なSTN型のネマティック液晶を使って
いる。
ラー表示を可能とした液晶表示装置においては、赤、
緑、青の3色のドットを組み合わせてカラー表示を行っ
ている。
ルに張り合わせる作業も高い精度が要求される。
像度を出すためには、3倍のドット数が必要となるた
め、通常の液晶パネルでは、水平方向の駆動回路の数が
3倍となってしまい、コストがかかるとともに、パネル
と駆動回路の接続点数も3倍となるため、接続作業も困
難になってしまう。
する方法として、カラーフィルタを使う方式は、コスト
的には高価になる要素が多く、安価に製造することが困
難であった。
しないカラー液晶表示装置としては、特開平1−179
914の様に、白黒液晶パネルと3色バックライトを組
み合わせてカラー表示を行う方法が提案されており、カ
ラーフィルタ方式に較べ、安価に高精細のカラー表示を
実現出来る可能性があるが、従来の液晶駆動方法では、
液晶を高速に駆動することが困難で実用化に至っていな
い。
答速度が遅いため、テレビなどの動画再生をする場合
や、パソコンなどのマウスカーソルを高速で動かした場
合などでは、ブラウン管を使用したディスプレイに較
べ、性能的に劣っていた。
法の変更により、TN型のネマティック液晶を用いても
単純マトリックス駆動方式でデューティ比の高い大規模
マトリックス液晶パネルで高コントラスト比を得られる
とともに、ネマティック液晶の応答速度を速め、前述の
3色バックライトによるカラー化や、動画再生において
ブラウン管を使用したディスプレイと同等以上の性能を
得ることを可能とすることであり、即ち、高コントラス
ト比で応答速度が速いネマティック液晶のマトリックス
駆動方法を提供するものである。
めになされた本発明は、従来の液晶の駆動回路と異なる
タイミングで液晶に電圧を印加することにより、デュー
ティ比が高くてもコントラスト比が高く、液晶の応答速
度も速くすることを特徴とするものである。
図1の様になっており、図1における印加電圧は極性に
関係なく、実効値が問題となる。
並の画質を実現する駆動方法として、複数の走査線を同
時に選択するアクティブ駆動法が提案されている。
査線を選択することにより、1フレーム期間中の走査線
の選択回数を増やすことにより、コントラスト比と応答
速度を改善しており、ネマティック液晶の光透過率が印
加電圧の実効値により決まるという特性を使うという点
においては従来の駆動方式と変わりはなかった。
ミリセカンドから数百ミリセカンドかかっており、3色
バックライトによるカラー化を実現できる応答速度を得
ることは困難だと思われていた。
ー化を実現できる応答速度を持つ液晶パネルを開発する
ために、ネマティック液晶の印加電圧波形と光透過率の
動的な特性の測定を行ったところ、印加電圧の波形によ
っては、印加電圧が変化した時に、光透過率が高速に変
化する状態が存在することがわかった。
り返し発生させることにより、従来の駆動方法に較べて
応答速度が遥かに速く、コントラスト比のよい特性を得
ることが可能となった。
態の一つを示すものであり、単純マトリックス方式のネ
マティック液晶パネルの1つのドットに対するセグメン
ト電極とコモン電極に印加する電圧波形と、前記1つの
ドットの光透過率を表している。
ン電極を選択する期間だけパルスを出力し、選択された
コモン電極に対するパルスが出力されている期間、セグ
メント電極に印加する電圧がVseg1の場合には、対
応するドットの光透過率が瞬間的に変化し、セグメント
電極に印加する電圧がVseg0の場合には、対応する
ドットの光透過率が変化しない。
イミングに応じて、表示したい画像データに応じた電圧
を、セグメント電極に印加することにより、画像を表示
することが出来る。
徴は、1フレーム期間内でコモン電極が選択されている
期間のセグメント電圧がVseg1の場合に、コモン電
極が選択されていない期間の中でセグメント電圧をVs
eg0にしていることである。
を行った場合の、本発明の実施の形態との比較を示して
おり、印加する電圧の波形の違いは、図3および図4で
はセグメント電極に印加する電圧が一定値であるという
ことだけである。
材料は、ネマティック液晶の中でも電気光学特性の変化
が比較的緩やかな図1の様な特性を示す、一般的なTN
型の液晶を使用している。
透過率はコモン電極の選択時の印加電圧の実効値によっ
て決まるので、図3および図4の様に、セグメント電圧
がVseg0およびVseg1のいずれかの値で一定の
場合にも、光透過率が低い状態で一定であれば、図2の
様に、セグメント電圧をVseg0とVseg1の間で
切り替えても光透過率は変化しないはずである。
材料を用い、ギャップを5〜6μmとそれほど薄くない
パネルを用いても、図2の様に光透過率が変化してお
り、光透過率がコモン電圧の変化に応じて変化を開始し
元にの光透過率に戻るまでに要する時間は、15〜20
mSと非常に高速に動作している。
する特性がもっとも顕著に出るのは、Vcom0がVs
eg0より低く、Vcom1がVseg1より高い場合
であり、すなわちコモン電極が選択されている期間は、
コモン電極が選択されていない期間に対して、印加され
ている電圧の極性が反転している場合である。
グメント電圧の変化の周期のみを変更した場合の、光透
過率の変化の様子を示しており、1フレーム期間毎にセ
グメント電圧を変化させた場合には、1フレーム期間内
でセグメント電圧を変化させた場合に比べて光透過率の
変化の速度がかなり遅くなっていることがわかる。
させることにより、液晶の光透過率が高速に変化する様
になることがわかる。
として、非選択時に加わるセグメント電圧の影響で液晶
が応答してしまうクロストーク現象があり、これを防ぐ
ため、非選択時の印加電圧波形の実効電圧を一定にする
電圧平均化法と呼ばれる方式が一般的に用いられてい
る。
リックス駆動で液晶を駆動する場合には、非選択時の印
加電圧波形が変化すると液晶の光透過率が変化してしま
う。
は、非選択時の印加電圧の実効値ではなく、平均値が一
定であれば、非選択時の印加電圧波形の影響を受けな
い。
路で非選択時の印加電圧波形の影響を無くすことが出来
る。
であり、1、2、3および4はDフリップフロップ、5
はXORゲート、6、7および8はANDゲート、9は
セグメントドライブ用バッファ、10、11および12
はコモンドライブ用バッファである。
グメントドライブ回路は1つ、コモンドライブ回路は3
つしか描かれていないが、同様の回路をセグメントおよ
びコモン電極の数だけ追加することにより、任意の数の
ドットをマトリックス駆動できる。
駆動回路図の動作を示すタイミングチャートである。
デューティ比1対1のクロックであり、セグメントデー
タ信号は、Dフリップフロップ1によってクロック信号
によってラッチされた後、XORゲート5によってクロ
ック信号との排他的論理和がとられセグメントドライブ
用バッファ9を通って出力される。
フリップフロップ2、3および4により、コモン同期信
号をクロック信号の立ち上がりでシフトし、クロック信
号とANDゲート6、7および8により論理積がとられ
コモンドライブ用バッファ10、11および12を通っ
て出力される。
施の形態においては、コモン電極が選択されている期間
はセグメントデータ信号に応じた電圧をセグメント電極
に出力するとともに、コモン電極が選択されていない期
間のセグメント電極の電圧を、前記コモン電極が選択さ
れている期間と異なる電圧に早い周期で変化させること
が出来るので、液晶を高速に動作させることが可能とな
る。
ら次の立ち上がりエッジまでの1周期におけるセグメン
トドライブ信号の平均値は常に一定にすることが出来る
ので、従来の電圧平均化法を用いなくても、簡単な回路
でクロストーク現象を無くすことが可能となる。
ト比の高い表示を行うためには、コモン電極にパルスが
印加され、液晶の光透過率が瞬間的に変化した後、光透
過率が元の値に戻ってから、次のパルスを印加する方が
よい。
フレーム周期を速くするとコントラスト比が低くなり、
一方、フレーム周期を遅くすればフリッカーが発生する
など、不具合が発生してしまう。
セグメント電圧の変化の周期が光透過率の変化の速度に
大きく影響することは示したが、光透過率が元の値に戻
る時間は、液晶材料の特性、特に液晶材料の粘性などに
より大きく変化する。
い液晶材料を選択することにより、フリッカーの発生を
押さえながら、コントラスト比の高い表示を行うことが
可能となる。
材料の粘性などに大きく影響を受けることから、液晶パ
ネルの温度を上げることにより、液晶材料を変更しなく
てもコントラスト比の高い表示を行うことも可能であ
る。
ネルに画像を描きその画像が完全に消えるまでが、1フ
レーム期間中に行われるため、非常に高速な応答速度が
得られ、動画再生に最適な方式である。
晶パネルへの応用が可能であるばかりか、単純マトリッ
クス方式の液晶パネルを使用して、TFT方式の液晶パ
ネルよりも遥かに高速な応答速度を実現できる他、コン
トラスト比も同等に実現でき、視野角も良好であり、T
FT方式の液晶パネルと同等あるいはそれ以上の性能を
実現できる。
動に必要な電圧の種類が多く、コントローラも複雑にな
るため、駆動回路が高価格になってしまうのに対して、
本発明では、駆動に必要な電圧の種類が少なく、駆動タ
イミングも簡単であるため、従来の単純マトリックス駆
動方式の駆動回路と同等のコストで実現できる。
描きその画像が完全に消えるまでが、1フレーム期間中
に行われる方式であるため、前述の3色バックライトを
使用したカラー表示方法に最適の方法であり、高性能で
しかも低価格なカラー表示ディスプレイを実現できる。
である。
対する光透過率の時間変化を示す説明図である。
ック液晶の印加電圧の変化に対する光透過率の時間変化
を示す説明図である。
ック液晶の印加電圧の変化に対する光透過率の時間変化
を示す説明図である。
のネマティック液晶の印加電圧の変化に対する光透過率
の時間変化を示す説明図である。
の動作を示すタイミングチャート図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 ネマティック液晶と、前記液晶を挟む複
数のコモン電極および複数のセグメント電極と、前記電
極に挟まれた液晶を2枚の偏光板の間に置いた液晶表示
装置において、コモン電極に選択パルスを印加する手段
と、前記選択パルスに応じて、表示すべき画像データに
応じた電圧をセグメント電極に印加する手段を備え、前
記コモン電極の選択パルスが印加されていない期間に、
前記セグメント電極に、前記画像データに応じた電圧と
異なる電圧を印加する手段を備え、前記複数のセグメン
ト電極に印加される平均電圧を所定の値にすることを特
徴とするネマティック液晶の駆動方法。 - 【請求項2】 前記液晶に印加される電圧の極性が、前
記コモン電極に選択パルスを印加した場合に反転する様
に、前記コモン電極およびセグメント電極に印加する電
圧を設定する請求項1に記載のネマティック液晶の駆動
方法。 - 【請求項3】 ネマティック液晶の温度を所定の温度に
上げる加熱手段を備える請求項1および請求項2に記載
のネマティック液晶の駆動方法。
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Publication Number | Publication Date |
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JPH1069260A true JPH1069260A (ja) | 1998-03-10 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country | Link |
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EP (2) | EP0827130A3 (ja) |
JP (1) | JPH1069260A (ja) |
KR (1) | KR100431152B1 (ja) |
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