JPS6019195A - 液晶表示装置の駆動方法及びその装置 - Google Patents

液晶表示装置の駆動方法及びその装置

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JPS6019195A
JPS6019195A JP12905683A JP12905683A JPS6019195A JP S6019195 A JPS6019195 A JP S6019195A JP 12905683 A JP12905683 A JP 12905683A JP 12905683 A JP12905683 A JP 12905683A JP S6019195 A JPS6019195 A JP S6019195A
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井手野 宏昭
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は複数の走査信号線と複数の表示信号線とが交
差配列され、各交差点に表示画素を形成した液晶表示装
置の各画素を時分割駆動する駆動方法およびその装置に
係り、表示面の大面積化。
表示画素数の増加に伴って従来の駆動方法では発生しや
すい表示ムラを改善するためのものである。
従来この種の駆動方法として、第1図〜第12図に示す
ものがあった。第1図〜第3図は駆動方法の原理を示す
もので、第1図においてXi、X2、X3はそれぞれ表
示信号線、Yl、Y2.Y3はそれぞれ走査信号線、表
示信号線と走査信号線の交点にある白丸は選択画素、黒
丸は非選択画素、eXl、eX2等はそれぞれの信号線
に印加される電圧波形、VOは基準電圧、vy+voは
走査電圧、vo+vxは非選択電圧、vo−vxは選択
電圧である。第2図は選択画素に印加される選択電圧波
形の例で、走査信号線Y1と表示信号線X1の交点の表
示画素に印加される駆動電圧波形である。第3図は非選
択画素に印加される非選択電圧波形の例で、走査信号線
Y1と表示信号線X2の交点の表示画素に印加される駆
動電圧波形である。
次に動作について説明する。走査の第1ステージでは、
走査信号線Ylに走査電圧vo+vyが現れ、走査信号
線Y2.Y3はともに基準電圧■0のままである。これ
は走査信号線Y1が選択されたことを意味する。走査信
号線bl上の表示画素のうち、表示信号線X1との交点
にあるものが選択画素、表示信号線X2.X3の交点に
あるものが非選択画素であるから、表示信号線Xlには
選択電圧vo−vxを与え、表示信号線X2.X3には
非選択電圧vo+vxを与える。各表示画素には走査信
号線の電圧と表示信号線の電圧との差が印加されるので
、信号線X1とYlの交点には電圧vy+vxが、信号
線X2とYl及びX3とYlの交点には電圧vy−vx
が印加される。
またこの時、走査信号線Y2.Y3の電圧はvOである
ので、該信号線Y2.Y3上の表示画素には、■Xもし
くは−VXの電圧が印加される。走査の第2ステージで
は、走査信号線Y2に走査電圧が現れ、上記の動作を該
信号線Y2について行い、以下各ステージで各走査線に
ついて同様の動作を繰返して1走査周期を完了する。
ここで重要なのは、液晶の電圧応答は印加電圧の極性に
は依存せず、その絶対値のみに依存するということで、
上記のように1走査周期の間に表示画素に印加される電
圧は、走査電圧が当該表示画素の存在する走査信号線上
にある時は、選択画素ならvy+vx、非選択画素なら
vy−vxとなり、その他の期間はIVXIとなって、
平均的に選択画素に印加される電圧が非選択画素に印加
される電圧より高くなって表示が現れるわけである。第
2図は1走査周期の間のeYlとeXlの差を表したも
ので、信号線X1とYlの交点に上記のような選択電圧
波形が印加される様子を示している。第3図は同じくl
走査周期の間のeYlとeX2の差を表したもので、非
選択電圧波形が信号線X2とYlの交点に印加される様
子を示している。
以上が液晶の時分割駆動の原理の説明であるが、単に上
記の動作を繰返したのでは、第2図、第3図からも明ら
かなように、印加電圧を時間平均すると零にならず直流
成分が残留する。ところが液晶を直流で駆動すると寿命
に重大な影響を与え、表示品質を低下させるため、実用
上はさらに工夫が必要である。
以下残留直流成分を除去するための従来の方法を2種類
説明する。
第4図は表示画素マトリクスと表示パターンの例で、X
I、X2.=・、Xi、−、Xnは表示信号線、Yl、
Y2.−、Y j、+・、Ymは走査信号線、白丸は選
択画素、黒丸は非選択画素である。
表示信号線X (i−1)上の表示画素は選択画素第5
図〜第7図は、第4図の表示パターンを表示する時の第
1の実用的な従来の方法による駆動波形の例である。第
5図(a)、 (bl、 tc+はそれぞれ走査信号線
Yl、Y2.Y3に印加される走査信号電圧eY1 、
eY2’+ eY3の波形であり、第6図(a)、 (
b)、 (e)はそれぞれ表示信号線X’(i−1)。
Xi、X (i+1)に印加される表示信号電圧eX 
(i−1)、eXi 、eX (i+1)の波形である
。第7図1a)、 tb)、 fc)は走査信号電圧と
表示信号電圧との差として表示画素に印加される駆動電
圧波形の例で、eYl −eX (i−1)、eYl−
e)N 、eYl −eX (i+1)なる電圧がそれ
ぞれの対応する信号線の交点に位置する表示画素ニ印加
すレル。同図(a)、 (b)のeYl −eX (i
−1)とeYl eXiは選択電圧波形、同図(C)の
eYl −eX (i +1)は非選択電圧波形である
。第5図〜第7図において、τは1ステージ、すなわち
1走査選択期間を表わし、T1及びT2は走査線数mと
τとの積、すなわち1走査周期を表わす。図中、走査周
期T1の期間では電位■5が第1図における基準電位v
Oに対応し、■1が走査電圧vy+voに、V4が非選
択電圧vo+vXに、v6が選択電圧vo−vxにそれ
ぞれ対応している。走査周期T2の期間では■2が第1
図における基準電位■0に対応し、■6が走査電圧v 
y + v Oニ、■3が非選択電圧vO+vXに、V
Iが選択電圧vo−vxにそれぞれ対応する。
すなわち、TI期間とT2期間では基準電位に対するす
べての電圧の極性が反転している。このようにすると、
第7図の各駆動電圧波形を見て明らかなように、2走査
周期すなわちTI+72の期間で液晶に印加される電圧
が完全に交流信号となり、液晶の表示品質の低下を防ぐ
ことができる。
交流信号で駆動するための第2の実用的な従来の方法は
第8図〜第10図に示すものである。第8図(al、 
(b)、 (C1はそれぞれ走査信号電圧eYl 。
eY2 、eY3の波形であり、第9図fan、 [b
)、 (c)はそれぞれ表示信号電圧eX (i−1)
、eXi 。
eX(i+1)の波形である。第10図fat、 (b
)。
(C)は走査信号電圧と表示信号電圧との差として表示
画素に印加される駆動電圧波形の例で、第7図と同様、
同図(a)、 (b)のeYl −eX (i−1)と
eYl −eXiは選択電圧波形、同図(C)のeYl
−eX(i+1)は非選択電圧波形である。τは1ステ
ージ、すなわち1走査線選択期間を表わし、Tカ月走査
周期を表わす点も第5図〜第7図と同様である。前記の
第1の従来の方法が2走査周期で交流駆動を完了するの
に対し、第2の従来の方法では1ステージ内で交流駆動
を完了している。
すなわち第8図において、各ステージの前半では電位v
5が第1図の基準電位VOに、Vlが走査電圧VO+V
Yに対応し、後半では極性を反転して■2が基準電位V
Oとなり、v6が走査電圧Vo十vyとなる。第9図の
表示信号電圧も同様で、各ステージの前半ではv5が■
Oに、■4が非選択電圧v o + v x ニ、■6
が選択電圧vo−vxに対応し、後半では極性反転して
v2が■0に、V3が非選択電圧vo+vxに、Vlが
選択電圧vo−vxに対応している。
第11図は従来の方法を実現するための回路で、1が表
示画素、Yl、Y2.・・・が走査信号線、Xl、X2
.・・・が表示信号線、2が走査信号線Yl。
Y2.・・・を駆動するY駆動回路、3が表示信号線X
I、X2.・・・を駆動するX駆動回路、4がY駆動回
路2とX駆動回路3を制御する制御回路、5は制御回路
4からX駆動回路3へ表示データを送る表示データ線、
6は制御回路4からY駆動回路2へ走査データを送る走
査データ線、7はクロック線、8はストローブ線、9は
ストローブ線8の信号周波数を1/(2Xm)に分周す
る分周回路、IQはストローブ線8の信号をデユーティ
比50%の方形波に整形する波形整形回路、11は分周
回路9の出力と波形整形回路10の出力とを選択するス
イッチ、12はスイッチ11からの信号をY駆動回路2
.X駆動回路3へ供給する極性信号線である。第12図
(a)〜ld>はこれらの信号線に流れる信号のうち重
要なものを図示したもので、CLOCKはクロック線7
.5TROBEはストローブ線8、POLE 1は分周
回路9の出力、POLE2は波形整形回路10の出力の
電圧波形である。
このような回路構成において、Y駆動回路2゜X駆動回
路3にはシフトレジスタが内蔵されており、CLOCK
にしたがって表示データと走査データとがそれぞれ駆動
回路2.3に送り込まれ、1ステ一ジ分のデータが並ん
だ時点で5TPOBEが発生し、次の5TROBIEま
で再駆動回路2,3のシフトレジスタ内に上記データを
保持する。Y駆動回路2とX駆動回路3は保持されたデ
ータをもとに、極性信号線12上のデータが“1″なら
正極性、“0″なら負極性で走査電圧1選択電圧、非選
択電圧を発生する。5TROBHのパルス間隔τが第5
図〜第10図における1走査線選択時間τに相当する。
今、分周回路9の周期は走査線mの2倍に分周されてい
るので、その出力POLE 1を極性信号として用いる
と、2走査周期で交流駆動を完了する第1の従来の方法
が実現できる。一方、波形整形回路10の周期はτと一
致していて、1”とθ″とが等間隔で現れるため、その
出力POLE 2を極性信号として用いると、1ステー
ジで交流駆動を完了する第2の従来の方法が実現できる
こととなる。
従来の液晶表示装置の駆動方法は以上のようであるが、
表示面積の大形化、走査線数の増加に伴い種々の問題が
生じている。その原因は第11図の表示画素1が電気的
には容量性負荷であること、走査信号線Yl、Y2.・
・・と表示信号線XI、X2、・・・とが理想的な導体
でなく、有限の電気紙、抗を持っていることにある。し
たがってY駆動回路2とX駆動回路3から見ると、抵抗
と容量とが直列につながった負荷を駆動することになり
、このような負荷を交流駆動すると、容量の部分すなわ
ち表示画−素1に実際に印加される電圧は駆動信号面積
の大形化は必然的に信号線の抵抗の増加をもたらし、上
記の周波数依存性の影響が大きくなる。
一方、走査周期Tは人間の目にちらつきを感じさせない
よう一定の時間以下に保つ必要があり、走査線数の増加
に反比例して1走査線選択時間τは短くなり、駆動信号
の周波数成分を高い方へ押し上げる結果となる。また原
理から明らかなように、選択電圧と非選択電圧との差は
その表示画素の存在する走査線が選択されている期間の
みに現れ、他の期間にはない。したがって実効値的には
上記の差は走査線数が増加する程小さくなることも当然
である。
これらの事を前提に、まず第1の従来の方法について考
えると、第7図から明らかなように、表示パターンによ
って駆動信号の周波数成分が大きく違う事がわかる。具
体的には、第4図のX(i−1)のように表示パターン
の空間周波数の高い列上の表示画素では駆動信号の周波
数成分が高く、前述の容量と抵抗との影響により大きな
電圧降下を生じ、Xi、X (i+1)のように表示パ
ターンの空間周波数の低い列上の表示画素では電圧降下
が小さい。このような印加電圧の差が表示パターンの濃
淡の差となって現れ、表示品質に重大な欠陥をもたらす
次に第2の従来の方法では、第10図から明らかなよう
に、駆動信号の中で極性信号の周波数が支配的で、表示
パターンの空間周波数の寄与は比較的少ない。したがっ
て第1の従来の方法のような表示パターンの違いによる
印加電圧の差は出にくいが、周波数成分が全般的に高く
なるため、選択電圧と非選択電圧との差が出にくくなり
(なぜなら両者の差は駆動周波数成分の高域に現れるか
ら)、走査線数の多い程不利になり、現在実用されてい
る液晶表示パネルの最大級のものでは、許容できない程
の表示のクロストークを生じる。
これらの現象を避けるには信号線の抵抗値を下げれば良
いが、信号線は現実には透明導電膜で形成されており、
この抵抗値を大きく下げるのは、技術的、コスト的に容
易なことではない。
本発明はかかる点に鑑み、駆動周波数成分が極端に高く
ならず、表示パターンの空間周波数成分の寄与が少なく
、選択電圧と非選択電圧との差を保って充分な表示コン
トラストを維持しつつ濃淡のムラの少ない表示を得るこ
とができる液晶表示装置の駆動方法及びその装置を提供
することを目的としている。
以下、本発明の一実施例を図について説明する。
第13図〜第15図に本出願の第1の発明の一実施例に
よる電圧波形を示す。第13図+a)、 (bl。
(C)はそれぞれ第4図の表示パターンを表示するため
に、走査信号線Yl、Y2.Y3に印加する走査信号波
形eY1.eY2.eY3を示し、第14図(al、 
(bl、 (C)はそれぞれ表示信号線X (i−1)
、Xi、X (i+1)に印加する表示信号波形を示し
ている。本発明の特徴は、従来の方法が1走査周期Tも
しくは1走査選択時間τの半分で信号の極性を反転する
のに対し、本発明の方法では1走査周期Tに満たないス
テージ数!毎に極性反転を行う点であり、第13図〜第
15図はβ=3に対応する。
図中、最初の3ステージでは電位v5が第1図における
基準電位vOに対応し、以下対応関係を記すと、viが
走査電圧vo+vy、■4が非選択電圧VO+VX、V
6が選択電圧vo−vxとなる。次の3ステージでは電
位■2が基準電位■0となり、■6が走査電圧v o 
+’v y、■3が非選択電圧VO+VX、’Vlが選
択電圧vo−vxに対応する。その後3ステージ毎に極
性反転を繰返す。このようにすると、表示画素に印加さ
れる駆動電圧波形は第15図(al、 (bl、 (C
)のようになり、表示パターンの空間周波数の大きく違
う列上の電圧波形(例えば同図18)、 (blのeY
l−eX (i−1)とeYl−eXt)−を比較して
も、大きな周波数成分の違いがないことがわかる。さら
に1走査線選択期間τの間に1回信号が反転する第2の
従来の方法と比べて、全体に低い周波数成分で駆動され
ることも明らかである。
次に液晶表示装置の駆動のための必須条件である直流成
分の除去という点について説明する。
第16図は走査信号線数m=71反転ステージ数A=3
の場合の各走査周期における各行の走査信号の極性を+
、−の符号で示したものである。
ある1つの走査信号線について着目すると、その走査信
号の極性の正負の変化点が、mとりの最小公倍数21ス
テージ毎にあられれ、これを1時系列周期と呼ぶ事にす
ると、1時系列周期毎に走査信号の極性が反転し、長い
時間で見ると正極性と負極性の数が一致して直流成分が
消去される事がわかる。
一般にmとβが他の値を取る場合も、1時系列周期の長
さはmとeとの最小公倍数り、C,M、 (m。
7りのステージ数となるが、L、C,M、 (m、1)
 +βの値が奇数の時、1時系列周期の間に駆動信号の
極性は奇数回反転するので、1時系列周期毎の走査信号
の極性を見ると必ず交互に正負の値を取ることとなり、
直流成分除去がなされることになる。
第17図は本出願の第2の発明である液晶表示装置の駆
動装置の一構成例であって、該装置は上記本出願の第1
の発明の一実施例を実現するためのものであり、第11
図の回路における分周回路9と波形整形回路10の代わ
りに(2xA)分周回路(極性信号発生回路)13を設
け、当該分周回路13の出力を極性信号線12に与える
ようになっている。
また第18図(a)、 (b)、 (c)は第17図の
回路の信号のうち主要なものを示したタイムチャートで
ある。第11図の回路と同じ< 、5TROBII!信
号がX駆動回路2とX駆動回路3に走査データ、表示デ
ータを保持するタイミングを与えるから、5TROBE
信号間隔が1走査信号線選択期間τとなる。分周回路1
3はβ×τの期間毎に反転するから、これを極性信号と
してX駆動回路2とX駆動回路3に供給すれば、本実施
例回路によって、本出願の第1の発明による液晶表示装
置の駆動方法が実現できるのは明らかである。
なお上記実施例では、極性信号は駆動回路中のシフトレ
ジスタへの5TPOBE信号から生成したが、一般には
駆動回路の形式にとられれるものではなく、制御回路側
で1走査線選択期間を認知するための信号は当然存在す
るから、それを用いて極性信号を発生するようにしても
良い。
また、本発明は液晶表示装置の駆動にとどまらず、交流
駆動の必要な回路素子の時分割駆動において、駆動信号
の周波数成分を平均する必要がある際に一般的に使用で
き、その実用的価値は非電に大である。
選択する毎に反転するようにし、かつ上記駆動信号が直
流成分を有さないように構成したので、駆動信号の周波
数成分が比較的低く、かつ表示パターンの空間周波数に
対する依存性が少なくなり、有限の配線抵抗を持つ容量
性負荷のマトリクス状配列の表示画素を均一な電圧で駆
動でき、表示パターンの濃度ムラが少なくなり、しかも
液晶寿命の低下を防止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は液晶表示装置の駆動方法の原理を説明するため
の図、第2図は液晶表示装置の駆動方法のうち原理的な
方法により表示画素に印加される選択電圧波形を示す図
、第3図はその非選択波形図、第4図はマトリクスに形
成された液°晶表示装置の表示パターンの一例を示す図
、第5図は第1の従来の実用的な駆動方法による走査信
号波形図、第6図はその表示信号波形図、第7図はその
表示画素に印加される選択電圧波形と非選択電圧波形を
示す図、第8図は第2の従来の実用的な駆動方法による
走査信号波形図、第9図はその表示信号波形図、第10
図はその表示画素に印加される選択電圧波形と非選択電
圧波形を示す図、第11図は従来の実用的な駆動方法を
実現するためのl略図、第12図は第11図の回路図の
タイムチャート図、第13図は本出願の第1の発明の一
実施例による液晶表示装置の駆動方法の走査信号波形I
HI、第14図はその表示信号波形図、第15図はその
表示画素に印加される選択電圧波形と非選択電圧波形を
示す図、第16図は該駆動方法の一実施例の各走査周期
毎の走査信号の極性を示す図、第17図は本出願の第2
の発明の一実施例による液晶表示装置の駆動装置の回路
図、第18図は第17図の回路のタイムチャート図であ
る。 Xi、X2.・・・、Xi、・・・、Xn・・・表示信
号線、Yl、Y2.・・・、yj、・・・、Ym・・・
走査信号線、vo+vy・・・走査電圧、vo+vx・
・・非選択電圧、vo−vx・・・選択電圧、1・・・
表示画素、2・・・走査信号線駆動回路、3・・・表示
信号線駆動回路、4・・・制御回路、5・・・表示デー
タ線、6・・・走査データ線、13・・・(2×β)分
周回路(極性信号発生回路)。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第1図 V1 第2図 eYl−eXl eY1=eX2 第5図 ρ■1 第6図 第8図 第9図 第13図 第14図 第15図 (a ) evl−ex(r−1) (b) eYl−eXi (C) eYl−eX(i、1) 第16図 フレーム婁更−

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数(mJ本の走査信号線と複数+n1本の表示
    信号線とが交差配列され各交差点に表示画素を形成した
    液晶表示装置に対し、その走査信号線に順次走査電圧を
    印加し、走査電圧の印加されている走査信号線上の画素
    のうちの選択画素のある上記表示信号線には選択電圧を
    印加し、上記画素のうちの非選択画素のある表示信号線
    には非選択電圧を印加して所望の液晶表示を行わしめる
    液晶表示装置の駆動方法において、上記m本の走査信号
    線のうち4本(ここでlは上記mと該mより小さい自然
    数lとの最小公倍数をlで割った値が奇数となるような
    自然数である)の走査信号線を選択する毎に、上記走査
    電圧3選択電圧及び非選択電圧の極性を反転し、直流成
    分を有さない上記走査電圧。 選択電圧及び非選択電圧を各信号線に印加するようにし
    たことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  2. (2)複数に)本の走査信号線と複数(n1本の表示信
    号線とが交差配列され各交差点に表示画素を形・成した
    液晶表示装置を駆動する液晶表示装置の駆動装置におい
    て、上記液晶表示装置に所望の表示をさせるための走査
    データ及び表示データを発生ずる制御回路と、上記m本
    の走査信号線のうちp本(ここでβは上記mと該mより
    小さい自然数βとの最小公倍数をlで割った値が奇数と
    なるような自然数である)の走査信号線毎に反転する極
    性信号を発生する極性信号発生回路と、上記走査データ
    を上記極性信号に応じた正又は負の極性で上記走査信号
    線に走査電圧として印加する走査信号線駆動回路と、上
    記表示データを上記極性信号に応じた正又は負の極性で
    上記表示信号線に選択電圧及び非選択電圧として印加す
    る表示信号線駆動回路とを備え、直流成分を有さない上
    記走査電圧。 選択電圧及び非選択電圧を各信号線に印加するようにし
    たことを特徴とする液晶表示装置の駆動装置。
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