JPS62245225A - 液晶表示装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、液晶を用いた表示装置に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、非電極選択時の液晶印加電圧の極性反転周
波数がどの画像表示状態においてもほぼ一定となるよう
に、周波数の平均化を行い、かつ１フレーム毎に極性が
変わり、交流駆動を行うことにより、クロストークによ
って生じる表示むらがなくなる様にしたものである。

（従来の技術） 近年、ドントマトリクスタイブのディスプレイ装置とし
て、液晶表示装置が注目され、大画面化、走査線数の増
加の方向に進んでいる。

従来、液晶表示装置のグイナミノク駆動方式は、全ての
走査線を１回走査する時間毎に電極選択時と非電掻選択
時の液晶印加電圧の極性を反転させ交流駆動する方法（
以下、２フレ一ム交流駆動方式と呼ぶ）である。

例えば、日経エレクトロニクス　１９８０．８゜１Ｂ、
　　　Ｐ２Ｓ５−Ｐ１７４に示されている。

次に駆動回路について説明する。

第７図は、コモン電橋駆動回路の従来例を示すものであ
って、図中符号２７は、シフトレジスターで、線順次走
査信号をコモン電極走査速度に同期したクロック信号に
より順次シフトさせるものである。２Ｂは、ラッチ回路
で、シフトレジスタ２７からの信号をクロック信号に同
期してラッチし、後述する作動電圧発生回路３０からの
駆動電圧を出力ゲート回路３２を介してコモン電極ＣＭ
Ｓ　。

ｃＭ；、・・・・・・・ＣＭ−に供給するものである。

３０は、前’−Ｖｏｐ、及び零電位をそれぞれトランス
ミ・ルヨンゲート等のアナログスイッチ３１ａ、３１ｂ
。

３１ｃ、３１ｄを介して供給され、液晶駆動電圧Ｖｏｐ
及び零電位の供給を受けるアナログスイッ’Ｖｏｐの供
給を受けるアナログスイッチ３１ｃ。

３１ｄの出力を対として後述する出力ゲート２９に出力
している。ここでａとは走査線数をｎとした場合、ａ　
＝　／Ｗ＋　１で表される。

極性反転信号は、直接、及びインバータ３３を介して駆
動電圧発生回路３０の対をなすアナログスイッチ３１ａ
、３１ｂ、及び３１ｃ３１ｄの制御端子に入力して駆動
電圧発生回路３ｏから零電位と（１−）Ｖｏｐもしくは
Ｖｏｐと一’Ｖ　ｏ　ｐａ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　ａを出力させるように
構成されている。２９は、２つのアナログスイッチ３２
ａ、３２ｂをそれぞれ対にしてなる出力ゲートで、それ
ぞれ駆動電圧発生回路３０から電圧の供給を受け、一方
のアナログスイッチ３２ａはラッチ回路２８からの出力
信号が直接に、他のアナログスイッチ３２ｂにはインバ
ータ１６により反転されて入力している。

第８図はセグメント電極駆動回路の実施例を示すもので
あって、図中符号３８は、シフトレジスタで、データ信
号とセグメント電極走査タイミング、つまり副走査クロ
ックＣＫｔが人力し、データ信号をクロックＣＫ８によ
りシフトするように構成されている。３９は、ラッチ回
路で、シフトレジスタ３８からの信号をクロック信号Ｃ
Ｋ、に同期してラッチし、後述する駆動電圧発生回路３
６からの駆動電圧を出力ゲート回路３７を介してセグメ
ント電橋ｓｃ’＋　、　ｓｃ’ｔ　、　・・−・・・・
ＳＧ−に供給するものである。３６は、前述の駆動電圧
発生回路で図示しない電源から供給される液晶駆動電圧
Ｖｏｐ。

（１−−”）Ｖｏｐ、　−Ｖｏｐ、及び零電位をそれａ
　　　　　　　　　　　　　　ａ ぞれトランスミ７シツンゲート等のアナログスイッチ３
６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを介して供給され、液晶
駆動電圧Ｖｏｐ及び零電位の供給を受けるアナログスイ
ッチ３６ａと３６ｂを、また（１−−）Ｖｏｐ、−Ｖｏ
ｐの供給を受けるアナａ　　　　　　　　　　　　　ａ ログスイッチ３６ｃと３６ｄの出力を対として後述する
出力ゲート３７に出力している。

極性反転信号は、直接、及びインバータ３４を介して駆
動電圧発生回路３６の対をなすアナログスイッチ３６ａ
、３６ｂ及び３６　ｃ、　　３６　ｄの制御端子に入力
して駆動電圧発生回路３６から零電位と−Ｖｏｐもしく
はＶｏｐと（１−’）Ｖｏｐａ　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ａを
出力させるように構成されている。３７は、２つのアナ
ログスイッチ３７ａ、３７ｂを対にしてなる出力ゲート
で、それぞれ駆動電圧発生回路３６から電圧の供給を受
け、一方のアナログスイッチ３７ａはランチ回路３９か
らの出力信号が直接に、他方のアナログスイッチ３７ｂ
にはインパーク３５により反転されて入力している。

次に、このように構成した装置の動作を第９図に示した
波形図に基づいて説明する。

線順次走査信号が出力すると、シフトレジスタ２７を介
してラッチ回路２８によりラッチされ第１番目のコモン
電極ＣＭ’ｌが選択状態となり、また他のコモン電極Ｃ
Ｍ；・・−・−・ＣＭ−は非選択状態となる。

他方、極性反転信号がＬｏｗレベルの時には駆動電圧発
生回路３０からはＶｏｐ、’Ｖｏｐが出力されるためコ
モン電極ＣＭ−にはＶｏｐ、その他のコモン電極には−
Ｖｏｐが出力される。

セグメント電極駆動回路（第８図）においては極性反転
信号がＬｏ−レベルの時には駆動電圧発生回路からは零
電位、−４！−Ｖ　ｏ　ｐが出力される。ラフ子回路３
９からのデータ出力がｌｌｉｇｈの時、セグメントは選
択状態となり零電位を出力する。またデータ出力がＬｏ
−の時には−Ｖｏｐが出力される。

第９図においてはデータ信号が全て点燈状態の場合を示
し、出力波形はＣＭ’＋　の場合である。

極性反転信号がＩｌｉｇｈの時には、第７図の電圧発生
回路３０からは零電位、（１−一）Ｖｏｐが出力され、
第８図の電圧発生回路３６からは■Ｏｐ、（１−’）Ｖ
ｏｐが出力されるため、極性反転信号のｌｌｉｇｈ　＋
　Ｌｏｗによって液晶印加電圧（コモン電極出力波形と
セグメント電極出力波形の電位差）の極性が反転するこ
とになる。

第１θ図に、前記２フレ一ム交流駆動方式における駆動
波形を示す、ここでは走査線数（コモン電極数）が１２
本の場合を示している。５３はコモン電極出力波形、５
４は全点燈の場合のセグメント電極出力波形、５５は全
消燈の場合のセグメント電極出力波形、５６は点燈、消
燈が交互に表れる場合のセグメント出力波形、５７は全
点燈の場合の液晶印加電圧波形、５Ｂは全消燈の場合の
液晶印加電圧波形、５９は点燈、消燈が交互に表れる場
合の液晶印加電圧波形である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし従来のダイナミック駆動方法は、走査線数の増加
にともない、駆動周波数上昇に依存する表示コントラス
トの不良が発生する０例えば文字キャラクタを数行表示
した場合、前記ｚフレーム交流駆動方式においては、表
示された文字キャラクタと文字キャラクタの間の表示信
号線上にクロストークが多く発生する。また、１本の表
示信号線上に、点燈画素が集中した場合、その表示信号
線上の消煙画素が点燈して見えるクロストーク現象が顕
著に発生する。

これらの現象は第１０図５７．５８．５９から明らかな
様に、液晶印加電圧波形の非選択時間内の損性反転の周
波数が表示内容により大きく異なるためである。

すなわち、全て点燈又は消燈の場合と、点燈と消燈を繰
り返す場合の液晶駆動波形の周波数は、太き（異なる。

その結果、画像表示状態によって、クロストーク現象が
生じやすくなる。第１Ｌ図は、液晶の電気光学特性の、
周波数−しきい値電圧の関係を示すグラフである。第１
１図において、低周波数においては、しきい値は低く、
高周波になるに従いしきい値は高くなるという周波数依
存性を示す、したがって、同一電圧によって駆動してい
ても、表示画像の状態によって、クロストーク現象が部
分的に生じてしまうのである。

これらを解決する方法はいくつか提案されている。

まずフレーム周波数を高くする方法がある。しかし液晶
コントローラＩＣのドライブ周波数に制限があるため、
クロストーク現象を消す程、フレーム周波数を上げるこ
とができない、また液晶やＣＭＯ３回路の消費電流は、
スイッチングした時の充放電電流により決まるため消費
電流が高くなってしまう。

もう１つの方法は、透明導電膜の抵抗値を下げる事であ
るが、抵抗値を下げるため膜厚を厚くすると透過率が下
がってしまうという欠点があった。

さらに駆動波形周波数依存性の少ない液晶を開発するこ
とも考えられるが、現時点では、まだ実現されていない
。

そこでこの発明は従来のこの様な欠点を解決するため、
クロストーク現象によって生じる表示むらのない液晶表
示装置を得ることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するためにこの発明は、非電極選択時
の液晶印加電圧の極性反転周波数がどの画像表示状態に
おいてもほぼ一定となるように、周波数の平均化を行い
、かつｌフレーム毎に極性が変わり、交流駆動を行うこ
とにより、クロストークによって生じる表示むらがな（
なる様にした。

〔作用〕

上記の様なダイナミック駆動方法により、非電極選択時
の液晶印加電圧の極性反転周波数が表示内容により大き
く異なることがなくなるため、液晶表示装置における表
示むらをなくすことができるのである。

〔構成〕

そこで、以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づい
て説明する。

第１図は、本発明に係る液晶表示パネルで、図中符号１
．　２は、液晶表示パネルのセルを構成する基板で、ガ
ラス等の電気絶縁性透明板の表面にコモン電極１ａ、２
ａを設けて表面に印刷やディッピングによってポリイミ
ド、テフロン等の絶縁性ｍＤＱを形成し、一方向にラビ
ング処理をしてなる一軸配向１１ｉ１ｂ、２ｂが設けら
れている。

基板１．２は、その配向面同志を対向させ、数〜数十ミ
クロンの間隔をもって平行に配置され、２枚の基板によ
り形成された間隙に液晶が注入されている。この様にし
て形成した上下の基板には偏光板３及び４をそれぞれ偏
光軸を直交させて配設して、液晶分子の２つの位置状態
を明暗状態として表示する様にして表示パネルが構成さ
れている。

第２図は、上述した液晶パネルを使用した液晶表示ｖｔ
Ｍの一実施例を示すものであって、図中符号６は、前述
した液晶表示パネルで、コモン電極とセグメント電極に
、それぞれコモン電極駆動回路７とセグメント電極駆動
回路８を接続して構成されている。

次に、これら駆動回路について説明する。

第３図は、コモン電極駆動回路の実施例を示すものであ
って、図中符号９は、シフトレジスターで、線順次走査
信号をコモン電極走査速度に同期したクロック信号によ
り順次シフトさせるものである。１０は、ラッチ回路で
、シフトレジスタ９からの信号をクロック信号に同期し
てランチし、後述する作動電圧発生回路１１からの駆動
電圧を出力ゲート回路１２を介してコモン電極ＣＭＩ、
ＣＭ！。

−・・・・・ＣＭ、に供給するものである。１１は、前
述の駆動電圧発生回路で、図示しない電源から供給され
る液晶駆動電圧Ｖｏｐ、（１−）Ｖｏｐ、−ａ　　　　
　　　　　　　　　　ａ Ｖｏｐ、及び零電位をそれぞれトランスミッションゲー
ト等のアナログスイッチＩｌａ、ｌｌｂ。

１１ｅ、ｌｌｄを介して供給され、液晶駆動電圧Ｖｏｐ
及び零電圧の供給を受けるアナログスイッチｌｌａとＩ
ｌｂを、また（ｌ−１）Ｖｏｐ、±ａ　　　　　　　　
　　　　　ａ Ｖｏｐの供給を受けるアナログスイッチ１１Ｃ１ｌｉｄ
の出力を対として後述する出力ゲート１２に出力してい
る。１３は１／Ｎ分周器で、クロックＣＫ、を分固し、
極性反転信号周波数の６〜７倍の周波数の信号を出力す
るものである。１４は排他的論理和ゲートで、分周器１
３からの信号と極性反転信号が入力し、極性反転信号の
入力時に分周器１３からの信号位相を反転し、直接、及
びインパーク１５を介して駆動電圧発生回路１１の対を
なすアナログスイッチ１１ａ、１１ｂ、及び１１ｃ、ｌ
ｉｄの制？２ＩＩ端子に入力して駆動電圧発生向いる。

１２は、２つのアナログスイッチ１２ａ。

１２ｂをそれぞれ対にしてなる出力ゲートで、それぞれ
駆動電圧回路１１から電圧の供給を受け、一方のアナロ
グスイッチ１２ａはラッチ回路ｌＯからの出力信号が直
接に、他のアナログスイッチ１２ｂにはインバータ１６
により反転されて入力している。

第４図は前述したセグメント電極駆動回路の実施例を示
すものであって、図中符号１８は、シフトレジスタで、
データ信号とセグメント電極走査タイミングが、つまり
副走査クロックＣＬが入力し、データ信号をクロックＣ
Ｋ２によりシフトするように構成されている。１９はラ
ッチ回路で、シフトレジスタ１８からの信号をクロック
信号ＣＫ。

に同期してラッチし、後述する駆動電圧発生回路２０か
らの駆動電圧を出力ゲート回路２１を介してセグメント
電極ＳＧ＋　、　ＳＧ＊　、・−・−・−３Ｇ、に供給
するものである。２０は、前述の駆動電圧発生回路で、
図示しない電源から供給される液晶駆動電圧Ｖ　ｏ　ｐ
、　　（１−”）　ＶＯＰ、　’Ｖ　ｏ　ｐ、　及ヒ零
電ａ　　　　　　　　　　　　　ａ 位をそれぞれトランスミッションゲート等のアナログス
イッチ２０　ａ、　　２０　ｂ、　　２０　ｃ、　　２
０　ｄを介して供給され、液晶駆動電圧Ｖｏｐ及び零電
位の供給を受けるアナログスイッチ２０ａと２０ｂを、
また（１　　　）ＶＯＰ、−Ｖｏｐの供給ｔ−受ａ　　
　　　　　　　　　　ａ けるアナログスイッチ２０ｃと２０ｄの出力を対として
後述する出力ゲー）２１に出力している。

２２は１／Ｎ分周器で、２３は排他的論理和ゲートで、
それぞれ第３図の１３．１４と同じ働きをする。

極性反転信号の入力時に分周器２２からの信号位相が反
転され、直接、及びインバータ２４を介して駆動電圧発
生回路２０の対をなすアナログスイッチ２０ａ、２０ｂ
及び２０ｃ、２０ｄの制御端子に入力して駆動電圧発生
回路２０から零電位と−ＶｏｐもしくはＶｏｐと（１−
！−）Ｖｏｐをａ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　ａ出力させるよう
に構成されている。２１は、２つのアナログスイッチ２
１ａ、２１ｂを対にしてなる出力ゲートで、それぞれ駆
動電圧発生回路２０から電圧の供給を受け、一方のアナ
ログスイッチ２１ａはラッチ回路１９からの出力信号が
直接に、他方のアナログスイッチ２１ｂにはインバータ
２５より反転されて入力している。

次に、このように構成した装置の動作を第５図に示した
波形図に基づいて説明する。第５図では走査線数１２本
また、第３図の分周器１３、第４図の分周器２２の出力
周波数は、掻性反転信号周波数の６倍になる場合である
。

線順次走査信号が出力すると、シフトレジスタ９を介し
てランチ回路１０によりラッチされ第１番目のコモン電
極ＣＭ、が選択状態となり、また他のコモン電極ＣＭ！
・・・・・・・ＣＭ、は非選択状態となる。

他方、クロックＣＬ　は、分周器１３により分周され、
極性反転信号間波数の６〜８倍（第５図の実施例では６
倍）の周波数の信号が出力され、排他的論理和ゲート１
４に入力する。その位相は極性反転信号が入力されると
位相が反転されて駆動電圧発生回路１１に人力する。こ
の信号により、コモン電極ＣＭｌｌには、 の電圧が出力される。第５図にこの様にして出力された
コモン電極出力波形を示す。

セグメント電極駆動回路（第４図）においては、排他的
論理和ゲート２３の出力は、第３図の排他的論理ゲート
と同じである。この信号により、セグメント電極ＳＧ、
には、 の電圧が出力される。第５図のセグメント電極出力波形
は表示画素が全点燈の場合である。

第５図中、液晶印加電圧は、コモン電極出力波形とセグ
メント電極出力の電位差として表され、この交番電圧に
より液晶が駆動される。

第６図に、本発明の液晶表示装置における駆動波形の実
施例を示す、ここではコモン電極数が１２本の場合を示
している。４６はコモン電極、第１２図は、本発明の一
実施例を示すより詳細な回路図である。第１２図におい
て、クロックＣＫ、を分周するためのバリアブルカウン
タ４０，４１゜前記、バリアブルカウンタ４１の出力を
１７２分周するフリップフロップ回路４２、前記、フリ
ップフロップ回路の出力と極性反転信号の排他的論理和
をとるＮＯＲ回路４３、セグメント側駆動電圧発生回路
２０、セグメント駆動回路２１、コモン側駆動電圧発生
回路１１、コモン側駆動回路１２およびバイアス電圧供
給回路によって構成されている。バリアブルカウンタ４
０．４１の設定値は、スイッチ５５〜６２をＯＮ又はＯ
ＦＦすることによって決まり、キャリー信号Ｃ１，Ｃ！
がインバータ４５．４６により反転されて設定値がセッ
トされる。バイアス電圧供給回路８０は、抵抗７１〜７
５を直列接続し、各接続点より駆動電圧（バイアス電圧
）を取り出したものである。

次に、第１２図における動作を説明する。バリアブルカ
ウンタ４０．４１の設定値を１／３　、１／２に設定す
るために、スイッチ５６及び５９をＯＮしておく。

クロックＣに１が入力されると、バリアブルカウンタ４
０によって、１／３分周され、更に、バリアブルカウン
タ４１によって、１／２分周される。バリアブルカウン
タ４１の出力は、更に、フリップフロップ回路４２によ
って、１７２分周され、ここで、デユーティ比ｌ：１の
方形波信号に変換される。フリップフロップ回路４２の
出力Ｑ１は、磁性反転信号Ｍと共に、排他的論理和回路
４３に入力される。それ故に、フリップフロップ回路の
出力Ｑ１は、極性反転信号Ｍによりて、フレーム毎に、
極性変換されて、前記、セグメント駆動電圧発生回路２
０．コモン駆動電圧発生回路１１の制御信号となる。前
記、述べたように、コモン及びセグメント駆動電圧発生
回路１１．２０は、トランスミッションゲートにより構
成されているので、排他的論理和回路４３の出力によっ
て、極性変換される。すなわち、排他的論理和回路４３
の出力が、“ｌ”の場合、トランジスタ６３．６５．６
７．６９がＯＮされるので、セグメント駆動回路２１、
コモン駆動回路１２には、各々Ｖｏｐとる。逆に、排他
的論理和回路４３の出力が、１０”の場合、トランジス
タ６４．６６．６Ｌ　　ＴｏがＯＮされるので、セグメ
ント駆動回路２１コモ路２１、コモン駆動回路１２は、
トランスミッションゲートにより構成されているので、
ＳＥＣ信号、及びＣＯＭ信号の１″又は“０″によって
トランスミッションゲートを切換え、点燈、消煙の駆動
電圧を出力する。

〔発明の効果〕

以上、述べたように、排他的論理和回路４３は、駆動電
圧発生回路２０及び１１の出力を、かなり高い周波数の
１／Ｎ　Ｘ　（ＣＫＩの周波数）信号Ｑ、により反転さ
せ、かつ、更に他の入力、極性反転信号Ｍにより極性反
転（フレーム毎に）させている。

又、バリアブルカウンタ４０．４１の分周比１／Ｎは、
１／２の階乗にならないように設定すれば、どの画像表
示部分も一様（近い）な極性反転する周波数の駆動電圧
をかけることができ、その結果、クロストークによって
生じる表示ムラｉなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に使用する液晶パネルの一実施例を示
す装置の斜視断面図、第２図は、本発明の液晶表示装置
の構成を示す概要図、第３．４図は、それぞれ同上装置
におけるコモン電極駆動回路、及びセグメント電極駆動
回路の一実施例を示すブロック図、第５．６図は、同上
装置の動作を示す波形図、第７．８図はそれぞれ従来技
術におけるコモン電極駆動回路、及びセグメント電極駆
動回路の実施例を示すブロック図、第９．１０図は同上
従来技術の駆動回路の動作を示す波形図、第１１図は液
晶印加電圧の周波数−しきい値電圧の関係を示す特性図
、第１２図は本発明の−実施例のより詳細な回路図であ
る。 １ａ・−−−一−−コモン電極 １　ｂ　、　　２　ｂ−−−−−・・−軸配向膜２ａ−
・・・・−セグメント電極 ６−・・・・・・液晶パネル ７・・・・・−コモン電極駆動回路 ８−−−−−セグメント電極駆動回路 １４、　２３．　４３−−−−−・−排他的論理和ゲー
ト４０．４１・・・−バリアプル・カウンタ以上 出願人　セイコー電子工業株式会社 代理人　弁理士　最　上　　務（他１名）第５図 第６図 クロ・ツクＣとＩ に八 第９図 第１０図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｘ電極とＹ電極をマトリクス状に交差させ、その
   交点に画像を表示させる液晶パネルと、前記Ｘ電極の駆
   動回路、及びＹ電極を駆動するＹ電極駆動回路、及び、
   駆動電圧の極性を反転するための極性反転制御回路によ
   り構成された、液晶表示装置において、前記、極性反転
   制御回路は、フレーム信号に同期する極性反転信号と、
   クロック信号をカウントする１／Ｎカウント回路及び１
   ／Ｎカウントを分周する分周回路よりなり、上記、極性
   反転信号及び、分周回路出力の排他的論理和によって、
   液晶の極性反転を行わせることを特徴とする液晶表示装
   置。
2. （２）前記、極性反転制御回路の１／Ｎカウンタ回路は
   、バリアブルカウンタ回路によって構成され、任意に、
   カウント値の設定が可能とした、特許請求の範囲第１項
   記載の液晶表示装置。
3. （３）前記、極性反転制御回路の１／Ｎカウンタ回路の
   分周比は、１／２の階乗としない値としたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装置。