JPH02275988A - 液晶マトリクス表示装置 - 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、液晶マトリクス表示装置に係り、特にその駆
動電圧波形を発生する回路の改良に関する。

〔従来の技術〕

従来、液晶マトリクスパネルを線順次走査方式で且つ電
圧平均化法で交流駆動することか知られているが、先に
本願出願人はこの種の駆動方式を具体的に実現する装置
として第１図に示すような液晶マトリクスパネル表示装
置を提案した（特願昭５１．−１−１２９９４号）。

第１図において、１０は液晶マトリクスパネルであり、
画素となるへき多数のマトリクス交叉点を定めるように
たがいに交叉して配置された複数の走査電極Ｘ１〜Ｘ４
及び信号電極Ｙ１〜Ｙ４を有する。各７トリクス交叉点
において対向電極間に介在する液晶は、それに印加され
る電圧がある値（しきい値電圧Ｖｉｈと称する）をこえ
ると、液平晶分子の配向状態が変化し、光透過率が変化
する。この種のパネルで画像表示を行うにあたっては、
液晶の特性にみあった線順次走査方式で走査電極Ｘ１〜
Ｘ４を走査する一方、信号電極Ｙ１〜＝３ Ｙ４側へ画像信号を供給するようになっており、その場
合の駆動方式としては、液晶の励起状態のむらを防ぐた
めに電圧平均化法と呼ばれる交流即動方式が好んで用い
られる。

このような線順次走査方式及び電圧平均化法を採用した
第１図の表示装置において、１２は線順次走査信号を発
生する走査回路、１６．１８は第２図に示すような選択
電圧Ｖｓ０、非選択電圧ＶＮＳ□をそれぞれ発生する電
圧発生回路、２０は線順次走査信号に応じて電圧ＶＳ１
．　ＶＮＳ□を組合せて各走査電極に供給すべき駆動電
圧波形を合成する第１の電子スイッチ回路、２２は画像
信号入力端子２２ａを有する直列−並列変換回路、２４
は１行分の画像信号を記憶するラインメモリ、２８゜３
０は、第２図に示すような選択電圧ｖｓ２、非選択電圧
ＶＮＳ２をそれぞれ発生する電圧発生回路、３２は、ラ
インメモリ２４からの画像信号の各ビット状態に応じて
電圧Ｖ　Ｓ２１　ＶＮＳ２を組合せて各信号電極に供給
すべき駆動電圧波形を合成する第２の電子スイッチ回路
である。電子スイッチ回路２０は、それぞれ各走査電極
毎に接続された電子スイッチ２０ａ、２０ｂのペアを有
し、各一方の電子スイッチ２０ａの制御端子には正相の
走査信号が印加され、各他方の電子スイッチ２０ｂの制
御端子にはインバータ１４を介して逆相の走査信号が印
加されるようになっている。電子スイッチペアは、一方
のスイッチがオンのときは他方のスイッチがオフするよ
うに交互に開閉動作してその共通出力側には第２図に示
すように選択電圧Ｖｓ。

及び非選択電圧ＶＮＳ、の組合せからなる走査電極駆動
用電圧波形Ｖｘを発生させる。電圧スイッチ回路３２も
上記した回路２０と同様に出力されており、それぞれ各
信号電極毎に接続された電子スイッチ３２ａ、３２ｂの
ペアを有し、各一方の電子スイッチ３２ａの制御端子に
は正相の画像信号加えられ、各他方の電子スイッチ２０
ｂの制御端子にはインバータ２６を介して逆相の画像信
号が印加されるようになっている。電子スイッチ３２ａ
、３２ｂのペアは前述の電子スイッチ２０ａ。

２０ｂと同様に開閉動作し、その共通出力端には第２図
に示すように選択電圧ｖｓ２及び非選択電圧ＶＮＳ２の
組合せからなる信号電極駆動用の電圧波形ＶＹを発生す
る。液晶マトリクスパネル１０に駆動電圧ＶＸ、ＶＹを
印加した場合に実際に液晶に加わる電圧は第２図に示す
ようにＶｘ−ＶＹの交流波形となり、Ａは選択状態、Ｂ
及びＣは半選択状態、Ｄは非選択状態となる。

第２図に示したような駆動電圧波形を得るために、選択
電圧Ｖｓ１としては■。とＯの２つの電位レベルをもつ
信号が、非選択電圧ＶＮＳ１としては１／ａｖｏと（１
１／　ａ　）　Ｖ　ｏの２つのレベルをもつ信号が、選
択電圧Ｖｓ２としてはＯとＶ。の２つのレベルをもつ信
号が、非選択電圧ＶＮＳ２としては２／ａＶ、と（１２
／ａ）Ｖｏの２つのレベルをもつ信号がそれぞれ必要と
され、電圧発生回路１６．１８，２８．３０はそれぞれ
の信号を発生するパルス発振器で出力されている。なお
、ａは液晶の緩区動条件に応じて定められる定数であり
、例えば特開昭５０−６８４１９号公報に示される様に
、デユーティ比を１／Ｎとすると、最適にはａ＝φｂ１
の近傍に設定される。

第１図の回路では、場合によっモは第３図に示すような
駆動電圧波形Ｖｘ、Ｖｖを発生させて、液晶にＶＸ　　
ＶＹなる第２図の場合と同様の交流波形を加えることが
できる。この場合には、Ｖｓ、とじて＋（１−１／ａ）
Ｖ、と−（１１／　ａ　）　Ｖ　ｏの２レベルの信号、
ＶＮＳ□として０レベルの信号、Ｖｓ、及びＶ　Ｎ　Ｓ
　２としてはたがいに逆位相の±１／ａＶ、の交流信号
をそれぞれ発生させる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記した従来装置には、（１）電圧発生
回路１６，１８，２８．３０の内部出力が複雑であるた
め装置仕様の変更に対処できないこと、（２）それらの
電圧発生回路が個々別々に設けられているため最適駆動
条件を設定するための調整作業が複雑であること、（３
）回路の標準化が困難であることなどの問題点がある。

さらに、この様な表示装置としては、特開昭５２−５５
８３２号公報に記載される様な、抵抗分圧回路を用いる
ことが知られている。この公知技術に於いては、抵抗数
４であり、各々の抵抗の値は一方の電位端子側のものか
ら他方の電位端子側のものへ １：１：１：１ または、分割比を任意に取るために、 （５−１）　　：　１　：　１　：　　（ｉ−１）（ｎ
：デユーティ比）の比関係を満足する様に抵抗が配置さ
れている。

しかしながら、該抵抗分圧回路では、 （１）５つの電位レベルしか発生できないので、第２図
に示す様な最適な電圧平均法に好適な６つの電位レベル
は発生することができない。

（２）分圧比を任意に取る際に（６−１）と（ｉ−１）
との計２つの抵抗の値を調整する必要がある。

などの問題点がある。

本発明の目的は、この種の問題点を解決し、液晶の駆動
条件の設定が容易であり且つ回路の標準化が可能な簡単
な出力の液晶マトリクス表示装置を提供することにある
。

一８＝ 〔課題を解決するための手段〕 本発明の特徴とするところを要約していえば、走査電極
に供給すべき駆動電圧と信号電極に供給すべき駆動電圧
を発生する回路を、抵抗分圧回路により単一のものとし
て出力するとともに、これから出力される各電位レベル
の電圧を走査電極スイッチ回路と信号電極スイッチ回路
により、クロック信号と走査信号、クロック信号と画像
信号の組合せに応じて選択して各電極に印加する出力と
したことにある。

そして、抵抗分圧回路は、一方の電位端子側のものから
他方の電位端子側のものへ下記の比関係１　：　１　：
　　（ａ−４）　　：　１　：　１　（但し、ａは任意
の定数）を実質的に満足するように定められて接続され
た５つの抵抗を有し、一方の電位端子の電位をＶ０、他
方の電位端子の電位をＯとした場合に、これらの電位端
子ないし抵抗間接続点からＶ０、（１１／ａ）Ｖ０、（
１−２／ａ）Ｖ０、２／ａＶ０、１　／　ａ　Ｖ　０、
１／ａＶ０、０の電位レベルを取出すようにした。

また、走査電極スイッチ回路は、上記抵抗分圧回路の所
定の出力と上記クロック信号と上記走査信号とを入力と
し、クロック信号がＨレベルで走査信号がＨレベルのと
きＶ０、クロック信号がＨレベルで走査信号がＬレベル
のとき１／ａＶ０、クロック信号がＬレベルで走査信号
がＨレベルのとき０、クロック信号が１．レベルで走査
信号がＬレベルのとき（１−１７ａ）Ｖ、をそれぞれ選
択して、上記走査電極に印加する電圧を出力するように
した。

また、信号電極スイッチ回路は、上記抵抗分圧回路の所
定の出力と上記クロック信号と上記ラインメモリから出
力される画像信号とを入力とし、クロック信号がＨレベ
ルで画像信号がＨレベルのとき０、クロック信号がＩ−
Ｉレベルで画像信号かＬレベルのとき２／ａＶ０、クロ
ック信号がＬ、レベルで画像信号がＨレベルのとき■０
、クロック信号がＬレベルで画像信号がＬレベルのとき
（１２／ａ）Ｖｏをそれぞれ選択して、上記信号電極に
印加する電圧を出力するようにした。

〔作用〕

このような特徴によりば、回路出力が簡単になり回路の
標準化が可能になるほか、装置仕様の変更に対処するの
が極めて容易になり、特に最適駆動条件の設定ないしそ
の変更が簡単になる利点かある。

〔実施例〕

以下、添付図面に示す実施例について本発明の詳細な説
明する。

第４図を参照するに、本発明の一実施例による液晶７１
−リクス表示装置の回路出力が示されている。同図の回
路において第１図におけると同一部分に同一符号を付し
てあり、これらの部分の動作は前述したものと同様であ
るので特に詳述しない。

簡単のため、この例では３×３の液晶７１−リクスパネ
ル１０を駆動する場合をとり上げて、本発明の特徴とな
る電圧発生回路４０の出力及び動作を詳述する。第４図
において、ｅ１□Ｉ　８１．”’　”’　ｅ　３３はマ
トリクス交叉点に位置する液晶体又は画素を示し、Ｖｘ
０、　　Ｖｘ３は走査電極Ｘ１〜Ｘ３を駆動ず１】− る電圧、Ｖｙ、〜Ｖｙ３は信号電極Ｙ１〜Ｙ３を駆動す
るための電圧を示す。また、８１〜ｓ３は順次走査信号
、Ｌ１〜Ｌ３は１行分の画像信号の各ビットを示す。

走査側の選択電圧Ｖｓ１及び非選択電圧Ｖ　ＮＳ１並び
に信号側の選択電圧Ｖｓ２及び非選択電圧ＶＮＳ２を発
生する電圧発生回路４ｏは、第５図に示すような出力に
なっており、抵抗分圧回路４３と、電子スイッチ回路５
０とを含んでいる。抵抗分圧回路４３は一対の電位点４
．４．　Ａと４．４．　Ｆとの間に直列接続された抵抗
４３Ａ、４．３Ｂ、４３Ｃ，４，３Ｄ、４．３Ｅとを備
え、電位点４．４　Ａには電源端子４１から可変抵抗４
２を介して電源電圧Ｖｎｎが印加され、電位点４４．　
Ｆは○電位又は接地電位に接続されている。抵抗４．３
Ａ、４．３Ｂ、４３Ｃ。

４３Ｄ、４３Ｅの値は先に第２図に関して説明した選択
・非選択電圧を出力する電位レベルを得るためそれぞれ
Ｒ，Ｒ，（ａ−４）Ｒ，Ｒ，Ｒに選ばれ、その抵抗比は
３−：１：　　（ａ−４）：１：］となっている。この
ように各低抵抗３Ａ〜４３Ｅに重みをもたせておくこと
により抵抗間接続点４４Ｂ、４４−Ｃ，４４Ｄ、４．４
Ｅには、電位点４４Ａの電位をＶ０、４４ＦのそれをＯ
とした場合に、それぞれ（１−１／ａ）　Ｖ０、　　（
１−２／ａ）Ｖ０、２／ａＶ０、１／ａＶ、なる電位を
得ることができる。

一方、電子スイッチ回路５０は、４つの電子スイッチペ
ア５１．．５２，５３．５４をそれぞれ出力する電子ス
イッチ５１ａ及び５１　ｂ、５２ａ及び５２ｂ、５３ａ
及び５３ｂ、５４．ａ及び５４．ｂをそなえている。電
子スイッチ５］、ａ、５１ｂの出力端は出力端子５５に
、電子スイッチ５２ａ。

５２ｂの出力端は出力端子５６に、電子スイッチ５３ａ
、５３ｂの出力端は出力端子５７に、電子スイッチ５４
ａ、５４−ｂの出力端は出力端子５８にそれぞれ共通接
続されている。４８は同期間クロック信号ＣＰを印加す
るための端子であり、この端子４８は一方で電子スイッ
チ５１ａ、５２ｂ。

５３ｂ、５４．ｂの各制御入力端イに接続され、他方で
インバータ４９を介して電子スイッチ５１ｂ。

５２ａ、５３ａ、５４ａの各制御入力端子に接続されて
いる。この結果、各電子スイッチペアの電子スイッチは
一方が閉じるときは他方が開くというにたがいに逆位相
で開閉動作を行うようになっている。電子スイッチペア
５１を出力する一方の電子スイッチ５１．　ａには電位
点４．４　Ａの電圧Ｖ。

が、他方の電子スイッチ５１ｂには電位点４４Ｆの電圧
○がそれぞれ供給されており、出力端子５５には第７図
に示すようにクロック信号ＣＰに応じて、走査電極側の
選択電圧Ｖｓ、が発生される。

電子スイッチペア５２を出力する一方の電子スイッチ５
２ａには接続点４４Ｂの電圧（１−１／　ａ　）ｖｏが
、他の電子スイッチ５２ｂには接続点４４Ｅの電圧１／
ａＶｏがそれぞれ供給され、出力端子５６には第７図に
示すようにクロック信号ＣＰに応じて走査電極側の非選
択電圧ＶＮＳ□が発生される。電子スイッチペア５３の
一方の電子スイッチ５３ａには電位点４４．　Ａから電
圧Ｖ。が供給されるとともに他方のスイッチ５３ｂには
電位点４４Ｆから電圧○が供給され、従って第７図に示
すように出力端子５７にはクロック信号ＣＰに応じて信
号電極側の選択電圧Ｖｓ２が発生される。さらに、電子
スイッチペア５４の一方の電子スイッチ５４ａには接続
点４４Ｃ電圧（１−２／ａ）Ｖ。

が供給されるとともに他方の電子スイッチ５４ｂには接
続点４４．　Ｄの電圧２／ａＶ、が供給され、出力端子
５８からは、第７図に示すようにクロック信号ＣＰに応
じて信号電極側の非選択電圧ＶＮＳ２が得られる。

なお、第４図及び第５図に示した各電子スイッチとして
は、第６図に示すようなコンプリメンタリ・メタル・オ
キサイド・セミコンダクタ（ＣＭＯ８）集積回路からな
る電子スイッチを使用することができる。第６図で、Ｉ
Ｎは入力端子、ＯＵＴは出力端子、■ｃは制御端子、Ｖ
Ｓ３はソース電源を示す。

ここで、第８図を参照して、第４図の液晶マトリクス表
示装置の全体的な動作を略述する。

第８図に示すクロック信号ＣＰは、第４図で図示を省略
したクロック回路から発生され、走査口路１２、直列−
並列変換回路２２、電子スイッチ回路５０にそれぞれ供
給される。そして、クロック信号ＣＰはデユーティ比１
／２のパルス信号であり、その周期は１行分の走査時間
幅に設定されている。

第８図に示すように、クロック信号ＣＰに応じて走査信
号Ｓｌ、Ｓ２．Ｓ３が走査回路１２から発生される。い
ま、画素ｅ１３１　ｅ２□ｌ　ｅ３□を点灯させるもの
とすると、画像信号はラインメモリ２４から第８図Ｌｌ
、Ｌ２．Ｌ３に示すように発生される。ＳｌとＬ３がＨ
レベルにあるとき、駆動電圧Ｖｘ□、Ｖｖ３が選択電圧
Ｖｓ工、Ｖｓ２でそれぞれ形成されるので、画素ｅ１３
が表示され、同様にしてＳ２とＬ２がＨレベルのとき画
素ｅ２□が表示され、Ｓ３とＬｌがＨレベルのとき画素
ｅ３□が表示されるＯ点灯されない又は表示されない画
素に関係した走査電極や信号電極には、例えば第８図に
一例として示される電極Ｘｉ、Ｙｌへのそれぞれの印加
電圧Ｖｘ□、　ＶＹ□と同様な電圧が印加され、当該画
素は半選択状態又は非選択状態にある。

すなわち、本実施例の電子スイッチ回路５０の電子スイ
ッチペア５１と５２及び電子スイッチ回路２０により、
走査電極Ｘ１〜Ｘ３に所定レベルの電圧を印加する走査
電極スイッチ回路が形成されている。また、電子スイッ
チ回路５０の電子スイッチペア５３と５４及び電子スイ
ッチ回路３２により、信号電極Ｙ１〜Ｙ３に所定レベル
の電圧を印加する信号電極スイッチ回路が形成されてい
る。具体的には、走査電極スイッチ回路はクロック信号
ＣＰと走査信号８１〜Ｓ３の２値状態（Ｉ−Ｉ。

Ｌレベル）の組み合せに応じ、第１表に示した電位レベ
ルを選択して各走査電極Ｘ１〜Ｘ３に印加する。一方、
信号電極スイッチ回路はクロック信号ＣＰと画像信号Ｌ
１〜Ｌ３の２値状態（Ｈ，Ｌレベル）の組み合せに応じ
、第２表に示した電位レベルを選択して、各信号電極Ｙ
１〜Ｙ３に印加する。これにより、各画素ｅは、画像信
号Ｌ１〜Ｌ３に合わせて電圧平均化法により交流駆動が
なされる。

第１表 第２表 なお、第４図と第５図に示した本実施例の走査電極スイ
ッチ回路（５１，５２，２０）と信号電極スイッチ回路
（５３，５４，，３２）は、各電極についてみると、そ
れぞれ２段の電子スイッチペアを有する出力としたもの
について示したが、要は第１表又は第２表の条件に合わ
せて電位レベルを選択して各種電極に印加するスイッチ
回路であればよい。例えば各電極場り４つの電子スイッ
チを並列して設け、各電子スイッチに第１表又は第２表
に示した各電位を入力し、それらの電子スイッチをクロ
ックＣＰと走査信号Ｓ又はクロック信号ＣＰと画像信号
りの組み合せに応じてオン、オフするようにして実現で
きる。

以上に詳述したように、本実施例によれば、選択・非選
択電圧発生回路の出力が簡略であるとともに電子スイッ
チ回路部５０などは容易に標準化できるので好都合であ
る。

また、抵抗分圧回路４３を用いているので電源電圧ｖＤ
Ｄの大きさを直接かえるか又は抵抗４２の値をかえるこ
とにより一方の基準電位Ｖ。を容易にかえることができ
る。

基準電圧■。をかえることにより、液晶の明るさ及びコ
ントラストを調整することができる。特にこの場合可変
抵抗４２を使用すると、Ｖｏに関する装置仕様の変更に
容易に対処でき、得策である。

さらに、最適駆動条件の設定ないし変更は、１本の抵抗
４．３　Ｃを調整するだけで簡単に実施することができ
、この点でも種々の装置仕様に対する柔軟性が高い。

本発明は上記した実施例に限定されることなく種々の改
変形態で実施することができる。例えば第５図の回路の
おける可変抵抗４２の代わりに又はそれと共に感温抵抗
を電源端子４１と電位点４４Ａとの間に接続することが
でき、その場合の感温抵抗としてはその抵抗温度特性が
第９図に示される液晶のしきい値電圧■、□の温度変化
に対応したものを使用するようにすれば、しきい値電圧
の温度変化を自動的に補償することができるので極めて
有益である。

〔発明の効果〕

以上述べた様に本発明によれば、液晶の駆動条件の設定
が容易であり、且つ回路の標準化が可能な簡略な出力の
液晶７１〜リクス表示装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、先行技術による液晶マトリクス表示装置の回
路図、第２図及び第３図は、第１図の装置を電圧平均化
法にしたがって交流腸区動する場合の駆動電圧波形を示
す波形図、第４図は本発明の一実施例による液晶マトリ
クス表示装置の回路図、第５図は、第４図の装置におけ
る選択・非選択′重圧発生回路の詳細な出力を示す結線
図、第６図は、第５図の回路で使用可能な電子スイッチ
の−・例を示す回路図、第７図及び第８図は、第４図及
び第５図の回路の動作を説明するためのタイムチャド、
第９図は、第５図の回路において使用される液晶の温度
特性の一例を示すグラフである。 １０・・・液晶マトリクスパネル、１２　・走査回路、
１４、．２６，４．９・・・インバータ、１６，１８゜
２８．３０，４．０　　選択・非選択電圧発生回路、２
０．３２．５０・・・電子スイッチ回路、２２・・直列
−並列変換回路、２４・・ラインメモリ、４２・印加電
圧決定用可変抵抗、４３・・・抵抗分圧回路、５１〜５
４・・・電子スイッチペア。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画素となるべき多数のマトリクス交叉点を定めるよ
   うにたがいに交叉して配置された複数の走査電極及び信
   号電極を有する液晶マトリクスパネルと、 デューティ比１／２のパルスからなるクロック信号を発
   生するクロック回路と、 このクロック信号に応答して所定幅を有する走査信号を
   順次発生する走査回路と、 入力される画像信号を上記クロック信号に応答して１行
   分の並列信号に変換する直列−並列変換回路と、 上記１行分の画像信号を記憶するラインメモリと、 一方の電位端子側のものから他方の電位端子側のものへ
   下記の比関係 １：１：（ａ−４）：１：１ （但し、ａは任意の定数）を実質的に満足するように定
   められて接続された５つの抵抗を有し、一方の電位端子
   の電位をＶ＿０、他方の電位端子の電位を０とした場合
   に、これらの電位端子ないし抵抗間接続点からＶ＿０、
   （１−１／ａ）Ｖ＿０、（１−２／ａ）Ｖ＿０、２／ａ
   Ｖ＿０、１／ａＶ＿０、１／ａＶ＿０、０の電位レベル
   を取出すようにした抵抗分圧回路と、 この抵抗分圧回路の所定の出力と上記クロック信号と上
   記走査信号とを入力とし、クロック信号がＨレベルで走
   査信号がＨレベルのときＶ＿０、クロック信号がＨレベ
   ルで走査信号がＬレベルのとき１／ａＶ＿０、クロック
   信号がＬレベルで走査信号がＨレベルのとき０、クロッ
   ク信号がＬレベルで走査信号がＬレベルのとき（１−１
   ／ａ）Ｖ＿０をそれぞれ選択して、上記走査電極に印加
   する電圧を出力する走査電極スイッチ回路と、 上記抵抗分圧回路の所定の出力と上記クロック信号と上
   記ラインメモリから出力される画像信号とを入力とし、
   クロック信号がＨレベルで画像信号がＨレベルのとき０
   、クロック信号がＨレベルで画像信号がＬレベルのとき
   ２／ａＶ＿０、クロック信号がＬレベルで画像信号がＨ
   レベルのときＶ＿０、クロック信号がＬレベルで画像信
   号がＬレベルのとき（１−２／ａ）Ｖ＿０をそれぞれ選
   択して、上記信号電極に印加する電圧を出力する信号電
   極スイッチ回路とを具備してなることを特徴とする液晶
   マトリクス表示装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記走査信号は上
   記クロック信号に同期して発生され、その所定幅はその
   クロック信号の周期幅に一致されたことを特徴とする液
   晶マトリクス表示装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、上記ａは駆動条件
   に応じて定められる定数であることを特徴とする液晶マ
   トリクス表示装置。