JPS63202721A - 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］ 本発明は液晶表示装置、特に各画素に液晶層と電気的に
直列なる形で電圧−電流特性が非線型な二端子素子（以
下非線型素子と略す）が形成されている液晶表示装置の
表示体の駆動方法に関する。

［発明の１！要］ 本発明の目的は非線型素子を用いた液晶表示装置におい
て、液晶セルのデータ線、コモン線への印加電圧とその
レベルを工夫する事で、各画素へ選択電圧が印加された
後の非選択電圧レベルの平均をクロストークを押えたま
ま適当な高さにし、温度の影響が少なく、コントラスト
が十分にとれる液晶表示装置を実現する事である。

［従来の技術］ 非線製素子を用いた液晶表示装置としては、アモルファ
ス−シリコンＰＩＮ！イオートヲ用いた例（テレビジ舅
ン学会技術報告、ＥＤ７８２、ＩＰＤ８６−３．１９８
４あるいは特開昭５９−５７２７３）　、ＭＩＭ素子を
用いた例、（Ｄ、ＲｌＢｒａｆｆ等、ＩＥＥＥ％ＥＤ−
２８，１９，８１、Ｐ２Ｓ５〜７３９あるいはに、ＮＩ
ＷＡ等、Ｓ！Ｄ８４ＤＩＧＥＳＴ％　１９８４、Ｐ２Ｏ
３〜３０７）等があるが、デジタル的な駆動方法として
は従来の時分割駆動（ハイ・デユーティ駆動ともいう）
と同様であった。

これはＭＩＭ素子を例にとって説明すれば、第２図に示
したような電圧−電流特性を利用して選択時にはＭＩＭ
素子の抵抗が下がる事から液晶、に十分電圧を印加し、
非選択時にはＭＩＭ素子の抵抗が上がるため、液晶層に
チャージされた電荷が逃げるのが防がれ、液晶層のＣ−
Ｒ回路の自己放電で序々に液晶層への印加電圧が下がっ
ていくという形で液晶の０Ｎ１０ＦＦ比を上げようとす
るものであった。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが上述した従来の駆動方法では以下に示す問題点
があった。

第３図は従来のハイ・デユーティ駆動における印加波形
を示す５ｉｌｌ調表現する場合はＯＮ、ＯＦＦレベルを
時間的に分ける事で表現する。非線型素子を用いた液晶
表示素子に第６図に示したような印加波形を加えた場合
の電気−光学特性の測定例をｔｓ９図（ａ）（ｂ）に示
す、液晶として一般的なツィステッド・ネマティック裂
を用い、液晶セルの両側に配置する偏光板の吸収軸をそ
ろえた。

いわゆるノーマリブラック型を使ったもので、非銀盤素
子としてはＭＩＭ素子を用いている。グラフ横軸Ｖｐは
印加電圧、縦軸Ｔは液晶セルの透過率を示している。

グラフ中、データ信号のＯＮ、ＯＦＦに応じてコントラ
ストの得られる電圧ｖｂを示したが、このｖｂは温度に
大きく依存し、低温時には通常のハイ・デユーティ駆動
用ＩＣの動作限界を超えるほど高くなった。また高温で
は印加電圧がｖｂの時でも十分な通過率が得られず１１
６い画面となった。

これは、低温時にはＭＩＭ素子の抵抗のため液晶層への
電圧印加（書き込みという）がしにくく、高温になると
液晶層に蓄えられた電荷のＭＩＭ素子を通してのリーク
が大きくなり、液晶層の自己放電の時定数が小さくなる
という理由からである。

つまり従来からのハイ・デユーティ用め駆動波形では非
線型素子を用いた液晶表示素子の特性を十分引き出せず
、液晶表示装置として満足のいく品質（駆動電圧、コン
トラスト、動作温度範囲等を含めて）が得られないとい
う問題点があった。

本発明の目的は上述したように従来のハイ・デユーティ
駆動では困難であった非線型二端子素子を用いた液晶表
示装置で十分な製品品質を実現する事にある。

［問題点を解決するための手段］ 前記目的を実現するため本発明ではコモン信号の非選択
レベルをハイ・デユーティ駆動に比ベニ倍に増し、選択
の前後で変えるようにし、且つこれら非選択レベルをデ
ータ信号のＯＮ・ＯＦＦレベルの中間に設定する事を特
徴とする。

［作用］ 前記構成によればコモン信号、データ信号の差として発
生する画素への印加電圧において、選択後の非選択電圧
レベル（以下画素にかかる場合の非選択電圧レベルをバ
イアス電圧として行電極の場合と区別する）が高くなる
事で液晶層に蓄えられた電荷の保持が良くなって低い電
圧で駆動でき、そのバイアス電圧レベルを適当に合わせ
る洛でコントラストのＯＮ　−ＯＦＦ比が良くなり、コ
ントラストマージン（一定規車のコントラストが得ら゛
れる駆動電圧範囲）を上げる本ができる。

［実施例］ 以下、本発明を一実施例に従って説明していく。

第１図は本発明の一実施例における、液晶表示セルの行
電極・列電極への印加波形図で簡便のため、Ｖ　ｓ　＝
　ＶＯＮ＝　Ｖｐトｔ、テイル。ｔたｆＶＰ以外の電圧
レベルについては特許請求の範囲と同じ記号を用いてい
る。コモン１．２については隣合うコモン線の信号とし
ている。１０１は一選択区間の長さを示し、１０２は−
コモン走査区間を示している。またデータ信号としては
諧調表示における中間調表示の時のデータ信号を用いて
いる。

第２図は第１図に示した駆動波形を用いる液晶表示装置
の構成図を示す、２０１は画素表示部でマトリクス状の
画素群よりなり、各画素は非線型二端子素子２０２とそ
れに直列に接続された液晶層２０３よりなり、列電Ｆｉ
Ａ２０４と行電極２０５゜２０６間に配置されている。

２０７は抵抗分割による電圧レベルの発生部で、ここで
は（ｖｐ　−ｖ旧）　＝　（ＶＮ２−ＶＯＦＦ　）　ニ
設定している。２０８はコモン線側駆動回路でスタート
信号ＤＹとクロックＣＬＹ、またＤＹと一選枳区間毎に
反転するＣＬＺＹからフリップクロップ２０９とイクス
クルーシブーＯＲ２１０から作られる状態Ａ−Ｂ　（特
許請求の範囲で用いた呼び方によれば）を選ぶ選択信号
り八〇よりコモン線へ出力する（４％づを作っている。

２１１はデータ線側１！！！ｌ！ＩＪ回路でＣＬＹをス
タート信号として用い、クロックＣＬＸにより各データ
線への諧調データＤａｔａｘを取り込み、第１＠に示し
たようなパルスｌｉｌ変調信号として出力している。Ｃ
ＯＭＩ、Ｃ０Ｍ２、Ｄｌは第１図に示した信号の出力信
号である。

第３図は第２図で示したコモン線駆動回路の一部を詳細
に示した図でフリップフロップ３０１、インバータ２０
２、イクスクルーシブー０Ｒ３０゛　　３、オア３０４
、アナログ−スイッチ３０５、多段のシフトレジスタ３
０６を用いてコモン線への出力イロ号ＣＯＭＩ、　Ｃ０
Ｍ２を作り出している。

第４図は第２図、第３図番こ用いた信号のタイミングチ
ャート図で、４０１がコモン線の一走査区間に当たる。

第５図は実施例で用いた非線型素子の電圧−電流特性図
である。

第６図は従来例における列電極、行電極への印加波形図
でＣ１がコモン線側、Ｄｌがデータ線側への印加波形を
示している。ここでＶＮ　：　（ＶＰ＋ＶＯＦＦ　）　
／２　、！：　Ｌテイル、　６０１が一選択期間、６０
２が一走査区間である。

Ｗ、７図は駆動電圧を変えていった時、液晶表示体の透
過率がどう変化するかを温度別、駆動波形別に測定した
もので、実施例の液晶表示装置で用いた波形を使った方
が低い電圧が駆動でき、広い電圧範囲でコントラスト比
、コントラストマージン（コンＩ・ラストが十分とれる
電圧１１］）が大きいという番がわかる。

第８図は従来の駆動波形を非線を素子を用いた液晶表示
パネルの画素に印加した時の液晶層にかかる電圧をデー
タ信号がすべてＯＮの場合（Ｌ）とすべてＯＦＦの場合
（ｂ）について概念的に示したもので、斜線部が液晶層
に印加されている電圧を示している。

第９図は実施例の液晶表示装置で用いた駆動波形の場合
を同様に示したものである。

液晶層の透過率変化は印加される電圧の実効値に依存す
る。そのためコントラストのＯＮ１０ＦＦ比はＯＮデー
タ、ＯＦＦデータ時に液晶にかかる実効値によって決め
られる。第７図、第８図によってわかるように、同じ非
線型素子を用いた液晶表示体を用いても、実施例の駆動
波形を用いた方が液晶層にかかる実効値が大きく、デー
タＯＮ・ＯＦＦに伴う実効値の変化が大きい、またこの
事は同じ実効値を得るには実施例の駆動波形の方が低い
電圧でよい。

また画素間のクロストーク（他の画素への画像情報によ
ってその画素のコントラストが影響される現象）を押え
るために、画素への印加電圧の非選択レベルはデータ信
号の変化にかかわらず一定に近い形をとった方が良い、
このためにはｖＰ−Ｖ旧＝　ＶＮ２−ＶＯＦＦ　ニ近イ
形カｉｔ　シイ。

また第８図に示したような測定を各レベルで変化させた
結果によれば、表１．２の記号を用いて（ＶＯＮ−ＶＯ
ＦＦ　）　／　（ＶＳ　＋ＶＯＮ）　＝　０１〜０３で
カ＼つ （ＶＯＷ−Ｖ旧）　／　（ＶＯＮ＋ＶＯＦＦ　）　＝　
０６〜０９が望ましい。

第１Ｏ図は他の実施例における電圧レベルの作り方で、
出力バッファを付けた場合の一例である。

１１１はＮＰＮ　Ｉ・ランジスク、１１２はＰＮＩ１−
ランジスタ、１１３はオペアンプ、Ｒ１〜Ｒ５は抵抗を
形している。この場合も実用′ｔｊｆ、圧範囲で〜ｌＰ
　−ＶＮ１＝　ＶＮ２−ＶＯＦＦ　ｉ：近い形が望マシ
イ。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、非線型二端子素子
を用いた液晶表示装置において、コモン信号の非選択レ
ベルを還択の前後で変化させ、かつこれら非選択レベル
をデータイ、１りのＯＮ、ＯＦＦレベルの中間に設定す
るような電圧レベルの配置にするＪバで、必要な駆動電
圧を下げ、広い温度範囲で十分なコアトラストを得るこ
とができ、ひいては十分な製品品質をもつ液晶表示装置
を実現する車ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は木兄Ｏ１Ｊの一実施例の温度表示装置における
電圧印加波形図。 第２図は実施例の液晶表示装置の構成図。 第３図は実施例におけるコモン線側駆動回路図。 第４図は駆動回路のタイムチャート図。 第５図は非線型素子の電圧−電流特性図０図。 第６図は従来例における信号電極印加波形図。 第７図（ａ）〜（ｄ）は駆動波形・温度と液晶表示体の
電圧・透過率特性の関係図。 （ａ）０℃　　従来波形による駆動 （ｂ）５０℃　従来波形による駆動 （ｃ）０℃　　実施例に用いた波形による駆動（１”）
５０°Ｃ実施例に用いた波形による駆動ｔｔＳ８図（ａ
）（ｂ）は従来の駆動波形における液晶層への印加波形
概念図。 （ａ）データＯＮの時 （ｂ）データＯＦＦの時 第９図（ａ）（ｂ）は実施例で用いた駆ＩＩＪＪ波形に
おける液晶層への印加波形概念図。 （ａ）データＯＮの時 （ｂ）データＯＦＦの時 第１０図は他の実施例における電源レベルの作成例図。 第１図 ＤＹｙｒ− ◆−−−−−−−乙−−−−−−−（ｌ綬−−−−−−
一−−−−−−１ｔ’第４図 第５図 第６図 （Ｃ）　　　　　　　　　　　　（ｄ）楡　１フ　載１ 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ａ）複数の行電極および列電極と、両電極間に配
   置された液晶表示層と、前記液晶表示層と、行電極ある
   いは列電極間に電流−電圧特性が非線型な素子が配置さ
   れ、マトリクス状に画素を構成している液晶表示部、 ｂ）選択時には列電極−行電極間の印加電圧が大きくな
   るような何種類かの選択電圧、非選択時には列電極−行
   電極間の印加電圧が小さくなるような何種類かの非選択
   電圧よりなるコモン信号を発生し、順次コモン線を選択
   していくコモン線側駆動回路。 ｃ）画素のＯＮ・ＯＦＦデータに応じて何種類かのレベ
   ルよりなるパルス信号（以下データ信号と略す）を列電
   極に印加するデータ線側駆動回路よりなる液晶表示装置
   において、 ｄ）前記データ信号、コモン信号は、１〜１０選択期間
   毎、さらに一走査期間毎に交替する二組の電圧レベル群
   （以下これを状態Ａ・Ｂの時として区別する）により構
   成され、 ｅ）状態Ａで選択されるコモン線へのコモン信号の電圧
   レベルを状態Ａでの選択前、選択時、選択後をそれぞれ
   −ＶＮ１、ＶＳ、−ＶＮ２とすると、状態Ｂでは選択前
   後でＶＮ２、ＶＮ１となっており、状態Ｂで選択される
   コモン線へのコモン信号レベルは状態Ａの選択前後で−
   ＶＮ２、−ＶＮ１、状態Ｂの選択前、選択時、選択後は
   それぞれＶＮ１、−ＶＳ、ＶＮ２という関係になってお
   り、 ｇ）各状態のコモン信号の非選択電圧レベルは対応する
   データ信号のＯＮ、ＯＦＦの電圧レベルの中間にある事
   を特徴とする液晶表示装置。 （２）前記状態Ａでのデータ信号のＯＮ、ＯＦＦ電圧レ
   ベルを−ＶＯＮ、−ＶＯＦＦとした時、状態ＢでのＯＮ
   、ＯＦＦ電圧レベルがＶＯＨ、ＶＯＦＦであり、　 ＶＯＮ−ＶＮ１＝ＶＮ２−ＶＯＦＦ− の関係を満たす事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。 （３）前記各信号レベルが ０．１≦｜ＶＯＮ−ＶＯＦＦ／ＶＳ＋ＶＯＮ｜≦０．３
   かつ ０．６≦｜ＶＯＮ−ＶＮ１／ＶＯＮ＋ＶＯＦＦ｜≦０．
   ９を満たす事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。