JPH1090653A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速応答且つ多階調表示でフリッカー、クロ
ストロークのない比較的簡便な液晶表示装置を提供する
ものである。 【解決手段】 液晶セルは例えば上下２画面分割されて
おり、互いに直交する電極群を有する。その電極群の一
方は複数の電極を同時に選択する走査回路に接続されて
いる。他方の電極群は画信号に応じた階調信号が与えら
れる。階調信号は画信号に応じて階調信号を選択信号の
開始に合せて重畳する期間と選択信号の終了に合せて重
畳する期間を交互に有している。画信号は、１画面より
少ない容量の記憶手段で受け止め、画面分割のために振
り分けられ、同時走査のための演算後信号回路へ送られ
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、階
調表示を行うときに実公平５−４０４９７号公報に示さ
れるように、信号電圧に階調に応じた幅のパルスを重畳
したり、特開平６−２７４１３２号公報に示されるよう
に、演算により印加電圧の大きさを求めて液晶セルを駆
動していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、階調に
応じたパルスを重畳すると、パルスの変化タイミングが
画像データによりランダムに発生するため液晶セルに印
加される電圧波形に波形歪みが発生し、このためクロス
トークと呼ばれる陰が観察され、表示品位を劣悪なもの
にしていた。また演算による印加電圧の決定は、フレー
ム応答のためのフリッカーの発生を減少できる反面、画
像データの演算処理が複雑で、１フレーム内で演算を完
了するため高速で動作する集積回路が必要であり、特に
大画面での階調表示は適さないと解析されており、更に
は画面メモリの容量も大きく必要であり、高価で大がか
りな装置となり不都合であった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の点を考慮
し高速応答且つ多階調表示でフリッカー、クロストロー
クのない比較的簡便な液晶表示装置を提供せんとするも
のである。

【０００５】即ち本発明は、互いに直交する電極群を有
する液晶セルと、その電極群の一方に接続された複数の
電極を同時に選択する（同一画面同時駆動）走査回路
と、画信号に応じて階調信号を選択信号の開始に合せて
重畳する期間を選択信号の終了に合せて重畳する期間を
交互に有し画信号に応じた電圧を液晶セルの他方の電極
群に与える信号回路とを設けたものである。

【０００６】また本発明は、複数組の互いに直交する電
極群を有する液晶セルと、その直交する電極群の一方に
接続された複数の電極を同時に選択する走査回路と、階
調信号を選択信号の開始に合せて重畳する期間と選択信
号の終了に合せて重畳する期間を交互に有し画信号に応
じた電圧を液晶セルの直交する他方の電極群に与える信
号回路と、画信号を受け前記複数組の電極群に対応させ
て少なくとも信号回路に出力する１画面より少ない容量
の記憶手段とを設けたもので、同一画面同時駆動には所
定の関数を用い、複数電極同時走査による駆動（上下画
面同時駆動）は異なるドライバで行うものである。

【０００７】また本発明は、直交する電極群を有する液
晶セルと、その直交する電極群の一方に接続され所定の
関数により複数の電極を同時に選択する走査回路と、画
信号の階調情報を正負の数値に置換した後に前記関数と
演算し階調信号を生成して画信号に応じた電圧を液晶セ
ルの直交する他方の電極群に与える信号回路とを具えた
液晶表示装置である。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明実施例の液晶表示装
置のブロック図である。この図において、１は、互いに
直交する電極群を有する液晶セルで、例えば無電界時の
液晶分子が１８０〜３６０度の選ばれた角度の螺旋構造
を成し、偏光軸と近接する配向軸が交差する様に偏光板
に挾持されたスーパーツイストネマティック液晶セルで
ある。この液晶セル１は、好ましくは複数に画面分割さ
れ、分割画面毎に直交する電極群を有しており、たとえ
ば８００×ＲＧＢ×３００ドット×上下２画面構成とな
っている。

【０００９】２は、液晶セル１の電極群の一方（走査電
極）に接続された、複数の電極を同時に選択する（同一
画面同時駆動）走査回路で、同時に走査する走査電極の
数は２乃至１５本が好ましい。この走査回路２は、図で
は５つの集積回路を用いる場合を示しており、上画面で
２個半、下画面で２個半を用いる。上下画面の各々の駆
動は、原則として上画面の上からと下画面の上から行う
ため、ドライバ（出力段）は走査電極毎に異なった出力
を有するが、データとクロックは上下画面の１本毎にパ
ラレルに接続され、上画面の１本目が選択走査される時
は下画面の１本目も選択走査される（複数電極同時走査
による駆動（上下画面同時駆動））。

【００１０】そして液晶セル１は、上下画面毎に所定の
関数、より好ましくは異なる直交関数、を用いて複数本
が同時に走査される。例えば上下画面とも各々３００本
の走査電極をもっているが、これを各画面２本ずつ同時
選択する場合、走査する画面を同時駆動の数で領域分割
し、選択走査する走査線には関数に相当する電圧を、選
択走査しない走査電極にはゼロ電位を与える。たとえ
ば、２選択期間で反転する第１の周期関数で上１行目、
３０１行目からおのおの選択走査し、同じタイミングで
３選択期間で反転する第２の周期関数を用いて上から１
５１行目、４５１行目より順次選択駆動する。４行同時
駆動する場合にも、直交関数を４つ選択して、上画面で
は１行目、７６行目、１５１行目、２２６行目を異なる
直交関数で選択走査し、次の選択期間では２行目、７７
行目、１５２行目、２２７行目を選択走査する。下画面
でも同様である。但し、ここで紹介した方法では、後述
する記憶手段６は全画面分必要であり、演算は同時駆動
する本数分、つまり先の例では上下各２行分、後の例で
は上下各４行分必要である。

【００１１】ところが、同時選択する行をグループ分け
するともっと効率がよくなる。例えば４行同時駆動のと
き、隣接した８本をグループとし、第１のグループの奇
数番目の走査電極を４つの異なる関数の第１タイミング
で第１の選択期間に選択走査し、そのグループの偶数番
目の走査電極を第２の選択期間に走査し、次のグループ
の奇数番目を第３の選択期間に走査し、と続けていけば
よい。かかる構成により駆動される液晶セルの駆動波形
を、走査電極が８本のとき４行同時選択の例で説明す
る。フィールド期間には８個の選択期間ｔ１〜ｔ８があ
り、２フィールド分を考える。奇数番の選択期間ｔ（ｎ
＋１）には奇数番の走査信号ｓ（ｎ＋１）が選択電位±
ａを有し、偶数番の走査信号ｓ（２ｎ）は非選択電位０
を有している。同様に偶数番の選択期間ｔ（２ｎ）には
偶数番の走査信号ｓ（２ｎ）が選択電位±ａを有し、奇
数番の走査信号ｓ（ｎ＋１）は非選択電位０を有してい
る。このような走査により、後述する記憶手段６はグル
ープ内の本数分、この例では８行分でよく、演算は同時
駆動する本数分、つまり４行分必要となり、大幅に記憶
手段６の記憶容量が小さくてよくなる。

【００１２】３は、画信号に応じた電圧を液晶セルの他
方の電極群（信号電極）に与える信号回路で、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、基本的
にパルス幅階調制御を行う。これは選択走査期間のオン
・オフ時間比を利用する。従来の同一画面同時駆動の場
合、振幅変調がベースであり、演算が膨大で補正をも必
要としたが、後述するように本発明によれば簡潔にでき
る。

【００１３】そして画信号に応じて階調信号を選択信号
の開始に合せて重畳（前刻み）する期間と、選択信号の
終了に合せて重畳（後刻み）する期間を交互に有してい
る。例えば、１画面の走査の終了期間を１フィールド、
直交関数に基づく走査が終了する時間を１フレームとす
ると、前刻み、後刻みの混成はフィールド毎、またはフ
レーム毎、更にあるいは特定周期で切り替えるようにす
る。この時同一画面同時走査駆動を行うための演算で走
査電位の極性が変化するので、各走査電極毎に刻み方向
が片寄らないようにしなければならない。このように前
刻みと後刻みを混成して用いるのは、それぞれのパルス
のタイミングで発生する実効値の変動量が正負逆の量で
あり、相殺するためクロストークが改善される。即ち、
走査電位と信号電位が変化するとき、各々の電圧変化
が、液晶セルの容量成分による電気的結合によって各々
相手側の電圧レベルに変動を来し、これが実効値のアン
バランスを生じさせてクロストークの原因となる。これ
が刻みを混成すれば短時間に相反する方向に発生するこ
ととなり相殺することになる。

【００１４】５は、パーソナルコンピュータ等の機器か
ら送られてくる画信号を受け取り、走査回路２、信号回
路３などに表示信号と制御信号を与える制御回路で、ゲ
ートアレイなどからなり、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を含んでいる。同一
画面同時駆動のための関数発生器は、この制御回路４に
有していてもよいし、走査回路２に設けてもよい。６
は、制御回路４を介して画信号を受け複数組の電極群に
対応させて少なくとも信号回路に出力する記憶手段であ
る。

【００１５】かかる制御回路５と記憶手段６は次の様な
機能を有する。まず、シングルデータをデュアルデータ
に変換する。次いでフレーム周波数ｆＦＬＭを６０Ｈｚ
から１７０Ｈｚに変換する。そして同一画面同時駆動の
ために、走査側の関数を発生し、ＲＧＢ６ビットデータ
を関数発生器のデータを利用しながら演算して７ビット
データに変換する。そして必要に応じて分散型処理を行
う。パルス幅階調制御のための走査回路２用並びに信号
回路３用のタイミング信号を発生する。

【００１６】これらは、シリアルデータをパラレルデー
タに変換するとともに走査電極の同一画面同時駆動を分
散型にするために兼用して用い、複数電極同時走査によ
る駆動（上下画面同時駆動）によって液晶セルの透過輝
度が低下するのを防ぐことができた。またそのような複
数同時走査において、従来、階調表示のためには２つの
演算方法があり、各画素への階調電圧の演算と１画面の
走査の最後の仮想ラインにて各信号電極毎の実効値を補
正するための演算が行われ、他方の方法によれば各画素
毎に階調電圧の演算と実効値補正の演算が行われてい
た。これらは全て振幅変調による印加電圧を利用してい
る為、その演算量が膨大であり、また誤差を含みやすか
った。しかしながら本発明では、階調はパルス幅変調で
あるから、演算値に基づく印加電圧は印加電圧ゼロに対
して上下に同一振幅の電圧を用いることとなり、このよ
うな演算量は少なく、又誤差による実効値補正が実質的
に不必要になる。

【００１７】ここでＲＧＢ６４階調を例に、演算につい
て説明する。６４階調であるから、赤、青、緑に対応し
て各々０〜６３段階の階調情報があり、直交関数との演
算を行うことになる。この行列式の演算結果は０〜１２
６、−６３〜６３、０〜−１２６、−６３〜６３になる
ので、これを表現するには２５６のデータが扱える８ビ
ットが必要である。しかし、所定の関数により複数の電
極を同時に選択するに際して、画信号の階調情報を正負
の数値に置換した後に関数と演算し階調信号を生成すれ
ばビット数を減少させることができる。つまり６４階調
の赤、青、緑に対応した０〜６３段階の階調情報を各々
３２減算して−３２〜３１の表現に置き換える。これを
直交関数との演算を行う。行列式の演算結果はどの項も
−６４〜６４の範囲に収まるのでこれを表現するには１
２８のデータが扱える７ビットでよい。この場合、階調
−６３とは全く表示しないこと、即ち選択期間中電位０
であり、階調６３とは選択期間中ハイレベルであり、階
調０とは１選択時間中で５０％のデューティサイクルを
もつパルスであることを意味し、矛盾は生じない。従っ
て制御回路５から信号回路３までの階調信号の伝送は８
ビットではなく７ビットであればよいことになる。この
ように演算が簡素化されるだけではなく演算結果のビッ
ト数が少なくてすみ、階調制御が簡単でモジュールが小
型になり更に大画面表示においても高速データ処理が行
え、表示品位が高く保てる。

【００１８】

【発明の効果】本発明は上述のように、複数の走査線を
同時に走査しながら階調信号はパルス幅変調で行うので
効率がよく高速応答で高表示品位である。

【００１９】本発明の記憶手段は、複数電極同時走査に
対応したデータの変換、書き込み周波数と読みだし周波
数の変換、直交関数を用いて同時走査電極の駆動をする
ための演算用メモリの３つの機能を同時にもたらすこと
ができ、極めて有用である。また、走査電極群を所定の
関数により複数の電極を同時に走査し、画信号の階調情
報を正負の数値に置換した後に関数と演算し階調信号を
生成して画信号に応じた電圧を信号電極に与えるので、
演算が簡素化されるだけではなく演算結果のビット数が
少なくてすみ、階調制御が簡単でモジュールが小型にな
り更に大画面表示においても高速データ処理が行え、表
示品位が高く保てる。

【００２０】そして、パルス幅変調の場合、液晶セルへ
の印加電圧はゼロ電位を中心に正負に同一振幅であり、
正負の比率により演算結果に基づく印加電圧の大小を決
めているため、各信号電極間における実効値は同一とな
る。このため、各画素への階調電圧の演算と１画面の走
査の最後の仮想ラインにて各信号電極毎の実効値を補正
するための演算が行われるか、または各画素毎に階調電
圧の演算と実効値補正の演算が行われていた。しかしな
がら基本的に少数走査電極同時駆動にパルス幅変調を用
いた本発明にあっては、走査電極同時駆動の階調情報の
演算において、本来の関数に対する演算だけ行えばよ
く、特別な実効値補正が必要とならない。さらにこのパ
ルス幅変調の刻み方を前刻みと後ろ刻みの混成としたの
でクロストークが現れにくい。そしてまた複数画面同時
駆動とすることでコントラストが著しく向上した。

【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。

【符号の説明】

１ 液晶セル ２ 走査回路 ３ 信号回路 ５ 制御回路 ６ 記憶手段

フロントページの続き (72)発明者 岩崎 章二 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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに直交する電極群を有する液晶セル
   と、その電極群の一方に接続された複数の電極を同時に
   選択する走査回路と、画信号に応じて階調信号を選択信
   号の開始に合せて重畳する期間と選択信号の終了に合せ
   て重畳する期間を交互に有し画信号に応じた電圧を液晶
   セルの他方の電極群に与える信号回路とを具備したこと
   を特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 複数組の互いに直交する電極群を有する
   液晶セルと、その直交する電極群の一方に接続された複
   数の電極を同時に選択する走査回路と、階調信号を選択
   信号の開始に合せて重畳する期間と選択信号の終了に合
   せて重畳する期間を交互に有し画信号に応じた電圧を液
   晶セルの直交する他方の電極群に与える信号回路と、画
   信号を受け前記複数組の電極群に対応させて少なくとも
   信号回路に出力する１画面より少ない容量の記憶手段と
   を具備したことを特徴とする液晶表示装置。
3. 【請求項３】 直交する電極群を有する液晶セルと、そ
   の直交する電極群の一方に接続され所定の関数により複
   数の電極を同時に選択する走査回路と、画信号の階調情
   報を正負の数値に置換した後に前記関数と演算して階調
   信号を生成して画信号に応じた電圧を液晶セルの直交す
   る他方の電極群に与える信号回路とを具備したことを特
   徴とする液晶表示装置。