JPH04102892A - 液晶表示装置の駆動制御方式 - 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】 〔概要〕 単純マトリクス型の液晶表示パネルを用いてパルス幅変
調により階調表示を行わせる液晶表示装置の駆動制御方
式に関し、 表示パターンによる表示むらの影響を無くすことを目的
とし、 データ電極と走査電極とを直交して配置した単純マトリ
クス型の液晶表示パネルと、前記データ電極にデータ電
圧を印加するデータドライバと、前記走査電極に順次走
査電圧を印加する走査ドライバとを備えた液晶表示装置
の駆動制御方式に於いて、前記データドライバから前記
データ電極に印加するデータ電圧を、選択電圧と非選択
電圧と中間電圧とを切替えて形成し、各走査期間の最初
に総てのデータ電極に同一の前記選択電圧又は前記非選
択電圧を印加し、次に階調に応じた時間幅で前記選択電
圧又は非選択電圧を印加する時に、前記中間電圧に一旦
切替えた後に、前記非選択電圧から前記選択電圧又は前
記選択電圧から前記非選択電圧に切替えて駆動するよう
に構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、単純マトリクス型の液晶表示パネルを用いて
パルス幅変調により階調表示を行わせる液晶表示装置の
駆動制御方式に関するものである。

液晶表示装置は、低消費電力、軽量、薄型等の特徴があ
るから、各種の携帯用の電子機器の表示装置として採用
されている。又ＳＴＮ液晶を用いた液晶表示装置は、階
調表示やカラー表示が容易であるから、更に用途が広が
っている。

しかし、表示パターンによっては表示むらが生じる。特
に、パルス幅変調方式により中間調を表示した時に、走
査期間の途中に於いてデータ電圧を変化させるものであ
るから、データ電極と液晶セルの静電容量を介して結合
している走査電極に、ひげ状のパルス電圧が誘起される
。この多数のひげ状のパルス電圧によって液晶セルに印
加される実効電圧が変動し、表示むらとなるクロストー
クが生じて、表示品質が低下することになる。そこで、
このような表示品質の低下を防止することが要望されて
いる。

〔従来の技術〕

従来例の単純マトリクス型液晶表示パネルを用いた液晶
表示装置の駆動制御方式に於いては、電圧平均化法が一
般に採用されている。この電圧平均化法は、第１の周期
と第２の周期とを切替えて駆動するものであり、第１の
周期に於いては、データ電極にＯＶの選択電圧又は（２
／ａ）Ｖの非選択電圧を印加し、走査電極に■の選択電
圧又は（１／ａ）Ｖの非選択電圧を印加し、第２の周期
に於いては、データ電極にＶの選択電圧又は（１−２／
　ａ　）　Ｖの非選択電圧を印加し、走査電極に０■の
選択電圧又は（１−１７ａ）Ｖの非選択電圧を印加する
ものである。

従って、第１の周期及び第２の周期に於ける選択電圧が
印加されたデータ電極と走査電極との交点の選択液晶セ
ルにはＶ又は−■の電圧が印加され、この電圧■又は−
Ｖが印加される時間が長い程、例えば、明るい表示とな
る。又非選択電圧が印加されたデータ電極と、選択電圧
が印加された走査電極との交点の半選択液晶セルには、
（１−２／ａ）Ｖ又は−（１２／ａ）Ｖの電圧が印加さ
れたデータ電極と、非選択電圧が印加された走査電極と
の交点の非選択液晶セルに、（１／　ａ　）■又は−（
１／ａ）Ｖの電圧が印加される。

又第１の周期と第２の周期とをそれぞれフレーム毎に切
替える方式や、１フレ一ム期間中の複数ライン毎に切替
える方式等が知られており、液晶表示パネルに直流成分
が印加されないようにして、特性の劣化を防止している
。又階調表示を行う場合は、■ラインの選択期間中に、
データ電極に印加する選択電圧を階調データに従ったパ
ルス幅時間後に非選択電圧に切替え、選択電圧の印加期
間が長い液晶セル程明るい表示となる。

第８図は従来例の動作説明図であり、データ電極Ｘ、−
Ｘ４と走査電極Ｙ１〜Ｙ３との交点に液晶セルが形成さ
れ、走査電極Ｙ３上の４個の液晶セルを４階調で表示す
る場合を示す。又■Ｘ、〜■Ｘ４はデータ電極Ｘ１〜Ｘ
４に印加するデータ電圧、ＶＹ、は走査電極Ｙ１に印加
する電圧を示し、又ｔ１〜ｔ３は走査電極Ｙ１〜Ｙ３を
選択する走査期間を示す。又第１フレームでは第１の周
期、第２フレームでは第２の周期で駆動する場合を示す
。

第１フレームに於いては第１の周期であるから、走査電
極Ｙ２を選択する走査期間ｔ２では、データ電極Ｘ１〜
Ｘ４にＯＶの選択電圧を印加し、次の走査電極Ｙ３を選
択する走査期間ｔ３では、０■の選択電圧と（２／ａ）
Ｖの非選択電圧とを階調レベルに対応して切替えて印加
する。例えば、データ電極Ｘ、と走査電極Ｙ３との交点
の液晶セルは黒表示であるから、データ電極Ｘ４には非
選抵電圧（２／　ａ　）　Ｖが印加する。

次の第２フレームに於いては第２の周期であるから、走
査電極Ｙ２を選択する走査期間ｔ２では、データ電極Ｘ
、−Ｘ、に■の選択電圧を印加し、次の走査電極Ｙ３を
選択する走査期間ｔ３では、■の選択電圧と（１−２／
ａ）Ｖの非選択電圧とを階調レベルに対応して切替えて
印加する。例えば、データ電極Ｘ４と走査電極Ｙ３との
交点の液晶セルは黒表示であるから、非選択電圧（１−
２／ａ）Ｖを印加する。

又走査電極Ｙ１には、第１フレームの走査期間ｔ２．ｔ
３では非選択電圧（１／ａ）Ｖ、第２フレームの走査期
間ｔＺ＋ｆ１３では非選択電圧（１−１７ａ）Ｖを印加
する。なお、データ電極と走査電極との間の静電容量を
介してデータ電圧が変化すると、走査電極上の電位が変
化するもので、走査電圧ＶＹ、の走査期間Ｌ３に於ける
ひげ状のパルスは、データ電圧の変化により生じたもの
を示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の従来例の液晶表示装置の駆動制御方式に於いては
、第１フレームと第２フレームとに於ける走査期間ｔＺ
＋ｊ３に於いて、走査電極Ｙ、上の液晶セルＡ−Ｄの電
圧は、第９図のＶＡ〜ＶＤに示すように変化する。即ち
、走査電極の選択切替え時とデータ電圧の選択、非選択
の切替え時とに於いてひげ状パルスが生じる。このひげ
状パルスは、液晶セルＡに対しては実効電圧を上昇させ
る方向であるが、液晶セルＤに対しては実効電圧を低下
させる方向となる。従って、走査電極Ｙ３上の液晶セル
を４階調で表示する場合に、走査電極Ｙ、上の液晶セル
Ａ−Ｄの実効電圧は、ＶＡ＞ＶＢ＞ＶＣ＞ＶＤの関係と
なり、液晶セルＡ−Ｄは同一レベルの白表示にならなく
なる。これは走査電極Ｙ２上の液晶セルについても同様
であり、表示パターンの影響を受けて表示むら（クコス
トーク）が生じる欠点があった。

本発明は、表示パターンによる表示むらの影響を無くす
ことを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の液晶表示装置の駆動制御方式は、データ電圧を
選択電圧と非選択電圧と中間電圧とにより形成したもの
であり、第１図を参照して説明する。

データ電極１と走査電極２とを直交して配置した単純マ
トリクス型液晶表示パネル３と、データ電極１にデータ
電圧を印加するデータドライバ４と、走査電極２に順次
走査電圧を印加する走査ドライバ５とを備えた液晶表示
装置を駆動する駆動制御方式に於いて、データドライバ
４からデータ電極１に印加するデータ電圧を、選択電圧
と非選択電圧と中間電圧とを切替えて形成し、各走査期
間の最初に総てのデータ電極１に同一の選択電圧又は非
選択電圧を印加し、次に階調に応じた時間幅で選択電圧
又は非選択電圧を印加する時に、中間電圧に一旦切替え
た後に、非選択電圧から選択電圧に、又は選択電圧から
非選択電圧に切替えて駆動するものである。

又走査期間の終わりに総てのデータ電極１に印加する電
圧と、次の走査期間の最初に総てのデータ電極１に印加
する電圧とが同一となるように、中間電圧に一旦切替え
た後に、選択電圧又は非選択電圧に切替えて駆動するも
のである。

〔作用〕

選択電圧から非選択電圧に切替える時、及びその反対に
非選択電圧から選択電圧に切替える時に、−旦中間電圧
とした後に切替えを行うものであり、それにより、液晶
セル電圧の極性が反転する状態の時に、０電位を中心に
その液晶セル電圧の波形変化がほぼ同じくなり、実効値
の変動を抑圧することができる。又走査期間の最初に総
てのデータ電極に同一の選択電圧又は非選択電圧を印加
した後、階調に応した選択電圧の印加時間幅とするもの
で、非選択走査電極に誘起されるひげ状のパルス電圧が
、総ての液晶セル電圧に対して同様に作用することにな
り、従って、表示パターンによる表示むらを防止するこ
とができる。

又走査期間の終わりに印加する選択電圧又は非選択電圧
と次の走査期間の始まりに印加する選択電圧又は非選択
電圧を同一とすることより、走査期間毎にデータ電圧が
変化しないので、前述のひげ状のパルス電圧が走査電極
に誘起されないことになり、それによっても、液晶セル
電圧の実効値の変動を抑制できるから、表示むらを防止
することができる。

〔実施例〕

以下図面を参煎して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の実施例のブロック図であり、１１はデ
ータ電極、１２は走査電極、１３は単純マトリクス型の
液晶表示パネル、１４はデータドライバ、１５は走査ド
ライバ、１６はタイミング信号発生回路、１７は電源回
路、１８はシフトレジスタ、１９はラッチ回路、２０は
階調信号発生回路、２１はデータ電圧出力回路である。

１ｄ１回路１７は、電源電圧を抵抗等により分圧して、
Ｖ、　　（１−１／ａ）Ｖ、　　（１−２／ａ）Ｖ。

（２／ａ）Ｖ、（１／ａ）Ｖ、Ｏの各電圧を出力してデ
ータ電圧出力回路２１に加え、又走査ドライバ１５に、
Ｖ、　　（１−１／ａ）Ｖ、（１／ａ）■、０の各電圧
を加える。又表示データＤＡＴＡはデータドライバ１４
のシフトレジスタ１８に加えられ、タイミング信号発生
回路１６からのシフトクロック信号ＳＣにより順次シフ
トされ、１ライン分の表示データが蓄積されると、ラッ
チパルスＬＰによりラッチ回路１９にラッチされる。こ
のラッチ出力信号は階調信号発生回路２０に加えられて
、階調用クロック信号ＧＣに従った階調信号がデータ電
圧出力回路２１に加えられ、電源回路１７からの各電圧
が選択出力されて、液晶表示パネル１３のデータ電極１
１に加えられる。又タイミング信号発生回路１６からの
交流化反転信号により、フレーム毎或いは複数ライン毎
等に於いて切替えが行われ、液晶セル電圧の極性が反転
されるように制御される。又タイミング信号発生回路１
６からの同期信号ＨＣに従って走査ドライバ１５から順
次選択された走査電極１２に走査電圧が印加される。

第１の周期に於けるデータ電圧の選択電圧を０、）ト選
択！圧を（２／ａ）Ｖとした時、中間電圧を（１／ａ）
Ｖとし、又走査電圧の選択電圧を■、非選択電圧を（１
／ａ）Ｖとする。又第２の周期に於けるデータ電圧の選
択電圧を■、非選択電圧を（１−２７ａ）Ｖとした時、
中間電圧を（１−１７ａ）Ｖとし、又走査電圧の選択電
圧をＯ１非選択電圧を（１−１／ａ）Ｖとする。

第３図はデータ電圧の説明図であり、（ａ）はラッチパ
ルスＬＰで走査期間を毎にラッチ回路１９に加えられる
。又（ｂ）は階調用クロック信号ＧＣで４階調表示の場
合を示す。又（Ｃ）〜（ｆ）と（６）〜（ｊ）とは、第
１フレームと第２フレームとに於けるパルス幅変調によ
るデータ電圧を示し、（Ｃ）と（□□□とが対応して最
も明るい表示となり、（ｆ）と（ｊ）とが対応して鰻も
暗い表示となる。例えば、（Ｃ）に於いては、走査周期
ｔの最初の階調用クロック信号ＧＣの立上りで、非選択
電圧（２／ａ）Ｖから中間電圧（１／ａ）Ｖに一旦切替
えられ、その階調用クロック信号ＧＣの立下りで、中間
電圧（１／ａ）Ｖから選択電圧０に切替えられる。そし
て、次の走査周期ｔの最後の階調用クロック信号の立上
りで、選択電圧Ｏから中間電圧（１／ａ）Ｖに切替えら
れ、その階調用クロック信号ＧＣの立下りで、中間電圧
（１／ａ）Ｖから非選択電圧（２／ａ）Ｖ１ｍ切替えら
れる。

この場合、諧調用クロック信号ＧＣのパルス幅により、
中間電圧の期間が設定されることになるが、他の制御手
段により中間電圧の期間を設定することも可能である。

なお、中間電圧の期間は、非選択液晶セルの電圧の極性
反転時に於ける充放電特性曲線がほぼ同しくなるように
設定することが好適である。

第４図乃至第７図は本発明の実施例の動作説明図であり
、第４図に示すように、データ電極Ｘ１〜Ｘ４と走査電
極Ｙ、〜Ｙ３との交点の液晶セルの中、走査電極Ｙ３上
の４個の液晶セルにより４階調表示を行わせる場合を示
し、■Ｘ１〜■Ｘ４はデータ電極Ｘ１〜Ｘ４に印加する
データ電圧、ＶＹ、は走査電極Ｙ１上の電圧、ＶＡ〜Ｖ
Ｄは走査電極Ｙ、上の液晶セルＡ−Ｄの電圧を示す。又
ｊ２．ｊ３は、走査電極Ｙ２　、Ｙ３を選択する走査期
間を示す。又第４図と第５図は第１フレームと第２フレ
ーム、第６図と第７図は第３フレームと第４フレームと
に於ける走査期間ｔｚ、ｔ３の電圧波形を示す。

この実施例に於いては、第１．第２フレームに於いて第
１の周期、即ち、データ電圧の選択電圧を０、非選択電
圧を（２／ａ）Ｖ、走査電圧の選択電圧を■、非選択電
圧を（１／ａ）Ｖとし、データ電圧の中間電圧を（１／
ａ）Ｖとする。文筆３、第４フレームに於いて第２の周
期、即ち、データ電圧の選択電圧を■、非選択電圧を（
１−２／ａ）Ｖ、走査電圧の選択電圧を０、非選択電圧
を（１−１／ａ）Ｖとし、データ電圧の中間電圧を（１
−１／ａ）Ｖとする。

又各走査期間の始めは、総てのデータ電極Ｘｌ〜Ｘ４に
同一の選択電圧又は非選択電圧を印加するもので、第１
フレームの走査期間Ｌ２の始めは非選択電圧（２／ａ）
Ｖを印加し、次に中間電圧（１／ａ）Ｖに切替えた後、
選択電圧０に切替えて、この走査期間ｔ２の終わりは選
択電圧０とする。従って、次の走査期間ｔ３の始めは選
択電圧０とし、走査電極Ｙ３上の液晶セルの階調に従っ
た時間幅となるように制御されて、−旦中間電圧（１／
ａ）Ｖに切替えた後に、非選択電圧（２／ａ）Ｖに切替
えるので、走査期間Ｌ３の終わりは非選択電圧（２／ａ
）Ｖとする。

又第２フレームの走査期間ｔ２の始めは選択電圧Ｏとし
、終わりは中間電圧（１／ａ）Ｖに切替えた後、非選択
電圧（２／ａ）Ｖに切替え、次の走査期間Ｌ３の始めは
非選択電圧（２／ａ）Ｖとし、走査電極Ｙ３上の液晶セ
ルの階調に従った時間幅の選択電圧Ｏが印加されるよう
に、非選択電圧（２／ａ）Ｖから一旦中間電圧（１／ａ
）Ｖに切替えた後、選択電圧０に切替える。

従って、走査期間ｔｚ、ｔｘに於ける走査電極Ｙ、の電
圧はＶＹ、に示ずように、非選択時であるから（１／ａ
）Ｖの非選択電圧となり、且つデータ電圧の変化時点に
ひげ状のパルス電圧が誘起される。その場合の走査電極
Ｙ、上の液晶セルＡ〜Ｄの電圧ＶＡ〜ＶＤは、第５図に
示すように変化し、第１フレームの走査期間ｔ３に於け
るひげ状のパルス電圧の極性と、第２フレームの走査期
間ｔ３に於けるひげ状のパルス電圧の極性とは反対とな
り、その時の液晶セル電圧ＶＡ〜ＶＤの極性は、第１フ
レームと第２フレームとに於いて同一で、その極性の変
化が時間的に反対となる。従って、ひケ状のパルス電圧
による液晶セル電圧ＶＡ〜ＶＤの実効値の変動が第１フ
レームと第２フレームとに於いて反対となり、互いに打
ち消し合うから、表示むらを防止することができる。

又成る走査期間から次の走査期間に移行する時に、デー
タ電圧の極性が変化しないので、それによるひげ状のパ
ルス電圧が生じないことになり、又階調表示の為のデー
タ電圧を非選択電圧から選択電圧又は選択電圧から非選
択電圧に切替えるタイミングを階調に応じて異ならせる
ことにより、非選択走査電極に誘起されるひげ状のパル
ス電圧のピーク値の増大を抑制することができる。

又選択電圧から非選択電圧に切替える時、或い■ｂ は非選択電圧から選択電圧に切替える時に、−旦中間電
圧に切替えるものであるから、液晶セル電圧ＶＡ〜ＶＤ
の極性が反転する時に、中間電圧に対する充放電動作が
行われ、液晶セル電圧ＶＡ〜ＶＤは、第５図に示すよう
に０を中心にほぼ同じ変化波形となる。従って、一方と
他方との極性に於ける実効電圧の差が生じないことにな
る。これに対して、従来例に於いては、第９図に示すよ
うに、液晶セル電圧の極性反転時点では、一方の極性か
ら急激に反転開始が行われ、他方の極性に近づくと緩く
変化する波形となるから、一方と他方との極性に於ける
実効電圧に差が生じることになり、表示むらが生じるも
のであった。

又第３フレームと第４フレームとに於いては、第６図及
び第７図に示すように、第３フレームの走査期間ｔ２の
始めは非選択電圧（１−２／ａ）■とし、−旦中間電圧
（１，−１，／　ａ　）　Ｖに切替えた後、選択電圧■
に切替え、その走査期間ｔ２の終わりは選択電圧■とし
、次の走査期間Ｌ３の始めは選択電圧■とし、走査電極
Ｙ３上の液晶セルの階調に応じた選択電圧■が印加され
るように、−旦中間電圧（１−１／ａ）Ｖに切替えた後
、非選択電圧（１−２／ａ）Ｖに切替える。この場合の
走査期間ｔ３の終わりは非選択電圧となるから、次の走
査期間の始めは非選択電圧となる。

又第４フレームの走査周期ｔ２の始めは選択電圧■、終
わりは非選択電圧（１−２７ａ）Ｖ、従って、次の走査
期間ｔ３の始めは非選択電圧（１−２７ａ）Ｖとし、走
査電極Ｙ３上の液晶セルの階調に応じた選択電圧■が印
加されるように、非選択電圧から一旦中間電圧（１−１
７ａ）Ｖに切替えた後、選択電圧に切替えるものである
。

従って、走査電極Ｙ、上の液晶セルＡ〜Ｄの電圧ＶＡ〜
ＶＤは、第７図に示すものとなり、第５図により説明し
た第１．第２のフレームに於ける場合と同様に、ひげ状
のパルス電圧による実効電圧への影響は、第３フレーム
と第４フレームとに於いて打ち消し合うことになり、又
選択電圧と非選択電圧との間の切替え時に、−旦中間電
圧に切替えることにより、液晶セル電圧ＶＡ〜ＶＤの極
性反転時の波形変化が０を中心にほぼ同しくなるから、
極性反転による実効電圧の差がなくなり、表示むらを防
止することができる。

前述の実施例は、第１．第２フレームを第１の周期、第
３．第４フレームを第２の周期とした場合であるが、第
１フレームを第１の周期、第２フレームを第２の周期と
するように順次切替えて駆動することも可能である。又
本発明は前述の実施例にのみ限定されるものではなく、
種々付加変更することができるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、単純マトリクス型液晶
表示パネル３のデータ電極１に印加するデータ電圧を、
選択電圧と非選択電圧と中間電圧とにより形成し、選択
電圧から非選択電圧に切替える時及び非選択電圧から選
択電圧に切替える時に、−旦中間電圧に切替えるもので
あり、又各走査期間の始めに総てのデータ電極１に同一
の非選択電圧又は選択電圧を印加するものであるから、
液晶セル電圧の極性反転時に於けるＯを中心とした電圧
波形が同しくなり、正負極性による実効電圧の差を無く
し、且つ非選択走査電極に誘起されるデータ電圧変化に
よるひげ状のパルス電圧が液晶セル電圧に与える影響を
、複数フレーム間に於いて打ち消し合うようにして、表
示パターンによる表示むら（クロストーク）を防止する
ことができる。

又走査期間の終わりと次の走査期間の始めとのデータ電
圧を同一の選択電圧又は非選択電圧とすることにより、
次の走査期間に移行する時のデータ電圧の変化がなくな
るから、非選択走査電極にひげ状のパルス電圧が生じな
いことになり、これによっても表示むらを防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
のブロック図、第３図はデータ電圧の説明図、第４図乃
至第７図は本発明の実施例の動作説明図、第８図及び第
９図は従来例の動作説明図である。 １はデータ電極、２は走査電極、３は液晶表示パネル、
４はデータドライバ、５は走査ドライバである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］、データ電極（１）と走査電極（２）とを直交し
   て配置した単純マトリクス型の液晶表示パネル（３）と
   、前記データ電極（１）にデータ電圧を印加するデータ
   ドライバ（４）と、前記走査電極（２）に順次走査電圧
   を印加する走査ドライバ（５）とを備えた液晶表示装置
   の駆動制御方式に於いて、 前記データドライバ（４）から前記データ電極（１）に
   印加するデータ電圧を、選択電圧と非選択電圧と中間電
   圧とを切替えて形成し、各走査期間の最初に総てのデー
   タ電極（１）に同一の前記選択電圧又は前記非選択電圧
   を印加し、次に階調に応じた時間幅で前記選択電圧又は
   非選択電圧を印加する時に、前記中間電圧に一旦切替え
   た後に、前記非選択電圧から前記選択電圧又は前記選択
   電圧から前記非選択電圧に切替えて駆動することを特徴
   とする液晶表示装置の駆動制御方式。 ［２］、前記走査期間の終わりに総ての前記データ電極
   （１）に印加する電圧と、次の走査期間の最初に総ての
   前記データ電極（１）に印加する電圧とが同一となるよ
   うに、前記中間電圧に一旦切替えた後に、前記選択電圧
   又は前記非選択電圧に切替えて駆動することを特徴とす
   る請求項１記載の液晶表示装置の駆動制御方式。