JPH0756534A - 液晶駆動回路及び液晶駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】単純マトリックス型の液晶表示パネルを対象と
してアクティブ・アドレス方式による階調表示を可能と
する。 【構成】ｘ本の走査電極とｙ本の信号電極をもつ単純マ
トリックス型の液晶表示パネル10を駆動する液晶駆動回
路であって、上記走査電極を隣接するｐ本毎にｍ組（ｐ
×ｍ＝ｘ）に分割し、同一組内の走査電極の走査タイミ
ングでは当該ｐ本の走査電極を同時に選択し、各走査電
極毎に異なる波形の電圧を印加して駆動する走査電極駆
動回路17と、この走査電極駆動回路17の駆動内容と表示
信号の階調に対応して階調演算を実行し、上記ｙ本の信
号電極の階調駆動信号を算出する階調信号発生回路14
と、この階調信号発生回路14で算出された階調駆動信号
に従って上記ｙ本の信号電極を駆動する信号電極駆動回
路18とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に単純マトリックス
型の液晶表示パネルに適用される液晶駆動回路及び液晶
駆動に関する。

【０００２】

【従来の技術】単純マトリックス型の液晶表示パネル
は、走査電極と信号電極をそれぞれ形成した２枚のガラ
スの間に液晶を挟んだ非常に単純な構造となっており、
ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等の非線形素子をパネル内
部に用いたアクティブマトリックス型の液晶表示パネル
に比して価格を大幅に低く抑えることができるという利
点を有する。

【０００３】図６は一般的な階調表示の駆動波形を示す
ものである。同図はｘ本の走査電極Ｃ1 〜Ｃｘへの走査
信号とそれに対応する多数の信号電極中の１つの信号電
極Ｓ1 への階調信号を例示するもので、走査電極Ｃ1 〜
Ｃｘは、それぞれ１フレームをｘ等分して図６（ａ）〜
図６（ｃ）に示すように１／ｘフレームずつ順次選択駆
動される。これに対して信号電極Ｓ1 には、例えば走査
電極Ｃ1 用に図６（ｄ）に示すような階調信号αが印加
される。このことにより、走査電極Ｃ1 と信号電極Ｓ1
とが交差する画素では、上記階調信号αのオン／オフ比
に対応した階調で表示駆動がなされる。

【０００４】上記のような駆動方法を採った場合、特に
単純マトリックス型の液晶表示パネルでは、走査電極の
数が増えるに連れて１つの走査電極当たりの選択駆動時
間が減少し、選択されない期間が広がるため、コントラ
ストが低下して表示品位が著しく下がってしまうことに
なる。

【０００５】この点を考慮して図７に示すように走査電
極の選択期間を１フレーム内で分散させる方法がある。
図７（ａ）〜図７（ｃ）は、隣り合う複数、例えば２本
の走査電極Ｃ1 ，Ｃ2 を同時に選択駆動し、これに対応
して信号電極Ｓ1 でも走査電極Ｃ1 ，Ｃ2 用に階調信号
βを印加する基本波形を示すものである。すなわちこの
選択期間を１フレーム内で分散させることにより、図７
（ｄ）〜図７（ｆ）に示すような波形で走査電極Ｃ1
′，Ｃ2 ′及び信号電極Ｓ1 ′を駆動するものであ
る。このように１フレーム内で選択期間を分散させるこ
とにより、選択されない期間を短縮し、表示品位を改善
することができる。そして、このように選択期間を１フ
レーム内で分散させる方法において、階調表示を行なわ
せる場合には、フレーム間引き法あるいはディザ法を用
いることになる。

【０００６】フレーム間引き法は、２値レベルドライバ
を用いて階調表示を行なう技術であり、フレーム単位に
表示をオン，オフさせて中間階調を表示させるものであ
る。また、ディザ法は、複数画素を１単位とし、当該単
位内での点灯画素数をコントロールして階調表示するも
のである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記フレーム間引き法
は、階調数を上げるに従って輝度変化の周波数がフレー
ム周波数の数分の位置に下がってしまうためにフリッカ
現象が発生し易く、実用的な表示を得るのが難かしいと
いう不具合がある。

【０００８】また、上記ディザ方式は複数画素を１単位
とするために解像度が低下し、たとえ液晶表示パネルが
高精細であってもこれを活かすことができないという欠
点を有している。

【０００９】さらに、近時、ｘ本の走査電極を隣接する
ｐ本毎にｍ組（ｐ×ｍ＝ｘ）に分割し、同一組内の走査
電極の走査タイミングでは当該ｐ本の走査電極を同時に
選択し、各走査電極毎に異なる波形の電圧を印加して駆
動する、所謂「アクティブ・アドレス方式」と呼称され
る駆動方式が考えられている。この駆動方式は、単純マ
トリックス型の液晶表示パネルであっても高いコントラ
ストを得ることが可能な駆動方式として、今後の技術の
確立が期待されている。

【００１０】しかしながらこのアクティブ・アドレス方
式にあっては、未だフレーム内で完結する階調表示に関
しての技術が開発されておらず、上記の課題のあるフレ
ーム間引き法や上記ディザ方式を適用するしかなく、表
示品位が不充分である。

【００１１】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、単純マトリックス
型の液晶表示パネルを対象としてアクティブ・アドレス
方式によるフレーム内で完結する階調表示が可能な液晶
駆動回路及び液晶駆動方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ｘ本
の走査電極とｙ本の信号電極とを有する単純マトリック
ス型の液晶表示パネルを駆動する液晶駆動回路であっ
て、上記走査電極を隣接するｐ本毎にｍ組（ｐ×ｍ＝
ｘ）に分割し、同一組内の走査電極の走査タイミングで
は当該ｐ本の走査電極を同時に選択し、各走査電極毎に
異なる波形の電圧を印加して駆動する走査電極駆動回路
と、この走査電極駆動回路の駆動内容と表示信号の階調
に対応して階調演算を実行し、上記ｙ本の信号電極の階
調駆動信号を算出する階調信号発生回路と、この階調信
号発生回路で算出された階調駆動信号に従って上記ｙ本
の信号電極を駆動する信号電極駆動回路とを備えるよう
にしたものである。

【００１３】

【作用】上記のような構成によれば、単純マトリックス
型の液晶表示パネルを対象としてアクティブ・アドレス
方式による表示駆動を行なう場合であっても、階調表示
が可能となり、表示品位を充分に高いものとすることが
できる。

【００１４】

【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。図１は本発明の一実施例に係る回路構成を示すも
のである。図中、10が駆動対象となる単純マトリックス
型の液晶表示パネルであり、この液晶表示パネル10はｙ
本の信号電極とｘ本の走査電極とを有するものとする。
しかるに、この液晶表示パネル10の走査電極は、隣接す
る複数本、例えば４本毎にｍ組（４×ｍ＝ｘ）に分割さ
れ、同一組内の４本の走査電極の走査タイミングでは当
該４本の走査電極に同時選択により走査電圧が印加され
て連続して駆動されるものである。

【００１５】また、図中の11は計算により各表示画素当
たり１０階調、４ビットの表示データＤ１を生成する計
算機部であり、この計算機部11が生成した表示データＤ
１はメモリ12へ送られる。メモリ12は、計算機部11から
の表示データＤ１を順次格納し、タイミング信号発生回
路13から送られてくるクロックφｓに従って、上記隣接
する複数本、例えば４本の走査電極に対応した同一信号
電極での表示データＤM1Y 〜ＤM4Y （ここでＭは液晶表
示パネル10の走査電極の組番号（Ｍ＝１〜ｍ）、Ｙは液
晶表示パネル10の信号電極番号（Ｙ＝１〜ｙ）を示す）
を階調信号発生回路14へ送出する。

【００１６】上記タイミング信号発生回路13は、他の各
回路へ種々の動作クロックや制御信号をタイミング信号
として供給し、タイミング制御を実行するもので、上記
メモリ12へクロックφｓを送出する他に、階調信号発生
回路14へ同クロックφｓ及び階調制御信号としてのクロ
ックφｃを、選択信号発生回路15へ反転信号となるフレ
ームに同期したクロックφF とクロックφ1 及びφ2
を、シフト回路16へ選択制御信号ＳＳ1 及びＳＳ2 を、
走査電極駆動回路17へクロックφF ，φ1 及びφ2 を、
そして信号電極駆動回路18へクロックφF ，φL ，φ1
及びφ2 をそれぞれ送出する。

【００１７】選択信号発生回路15は、クロックφF ，φ
1 及びφ2 に同期して、１組分、４本の走査電極に対応
したそれぞれ信号波形の異なる選択信号Ａ〜Ｄを適宜内
容を反転させながらシフト回路16へ送出する。

【００１８】シフト回路16は、タイミング信号発生回路
13からの選択制御信号ＳＳ1 及びＳＳ2 により選択信号
Ａ〜Ｄを適宜循環的にシフトして選択信号Ｃ１〜Ｃ４と
し、この選択信号Ｃ１〜Ｃ４を上記走査電極駆動回路17
へ送出すると共に、上記行列演算回路14に対して選択信
号Ｃ１〜Ｃ４のいずれか１つを順次切換選択して４ビッ
トずつの信号で送出する。

【００１９】走査電極駆動回路17は、タイミング信号発
生回路13からのクロックφF ，φ１及びφ２ によりシ
フト回路16から送られてくる選択信号Ｃ１〜Ｃ４に対応
した波形、電圧発生回路19から供給される３値の印加電
圧（Ｖ0 ，０，−Ｖ0 ）に対応した波高値で液晶表示パ
ネル10のｘ本の走査電極を駆動する。

【００２０】この際、上述した如く走査電極駆動回路17
は、ｘ本の走査電極を４本毎にｍ組に分割してＣ11〜Ｃ
14，Ｃ21〜Ｃ24，…，Ｃm1〜Ｃm4とし、同一組内、例え
ばＣ11〜Ｃ14の４本の走査電極の走査タイミングではこ
れら走査電極Ｃ11〜Ｃ14を同時選択により走査電圧を印
加して駆動する。

【００２１】一方、上記階調信号発生回路14は、メモリ
12から読出される表示データＤM1Y〜ＤM4Y とシフト回
路16からの選択信号Ｃ１〜Ｃ４とによって後述する階調
演算を行ない、各信号電極当たり７ビット（５値の電圧
値を表わす３ビットデータと１０階調に応じた時間幅を
表わす４ビットデータの和）の表示信号ＳML(p) を信号
電極駆動回路18へ送出する。

【００２２】信号電極駆動回路18は、タイミング信号発
生回路13からのクロックφF ，φL，φ1 及びφ2 によ
り行列演算回路14から送られてくる表示信号ＳML(p) に
対応した電圧発生回路19から供給される５値の印加電圧
を選択し、階調指定された時間幅に対応して液晶表示パ
ネル10のｙ本の走査電極Ｓ1 〜Ｓｙを駆動する。

【００２３】次いで、上記実施例の動作を説明する前
に、まず上記階調信号発生回路14による階調演算につい
てその基本概念を図２及び図３を用いて説明する。図２
は２本の走査電極Ｃ1 ，Ｃ2 を組として同時選択駆動
し、このときに対応する信号電極Ｓ1 を階調を表わす表
示データで駆動する場合の信号波形を例示するものであ
る。

【００２４】図２（ａ）は走査電極Ｃ1 の、図２（ｂ）
は走査電極Ｃ2 の信号波形を示すもので、２本の走査電
極Ｃ1 ，Ｃ2 は１フレーム毎にその極性を反転させなが
ら１フレーム中の２／ｘ（ｘは走査電極の総数）の期間
だけ同時選択駆動される。

【００２５】この同時選択時の走査電極Ｃ1 の駆動波形
と走査電極Ｃ2 の駆動波形とは予め異なるように設定さ
れるもので、ここではある１フレームで例えば走査電極
Ｃ1が「１，１」、走査電極Ｃ2 が「１，−１」となる
ものとする。

【００２６】したがって、これら２本の走査電極Ｃ1 ，
Ｃ2 と信号電極Ｓ1 とが交差する位置の表示画素でもし
２階調表示を行なわせる場合、表示画素の完全なオフを
「０」階調、同じくオンを「１」階調と表わすものとす
ると、信号電極Ｓ1 への信号波形は図２（ｃ）〜図２
（ｆ）のいずれかになる。

【００２７】すなわち、図２（ｃ）の信号Ｓ11は走査電
極Ｃ1 ，Ｃ2 共に対応する画素が「１」階調の場合の信
号、図２（ｄ）の信号Ｓ12は走査電極Ｃ1 側の画素のみ
が「１」階調で、走査電極Ｃ2 側の画素が「０」階調の
場合の信号、図２（ｅ）の信号Ｓ13は逆に走査電極Ｃ2
側の画素のみが「１」階調で、走査電極Ｃ1 側の画素が
「０」階調の場合の信号、そして、図２（ｆ）の信号Ｓ
14は走査電極Ｃ1 ，Ｃ2 共に対応する画素が「０」階調
の場合の信号である。これら信号Ｓ11〜Ｓ14は実際に信
号電極Ｓ1 に印加されるものではなく、その基本概念を
示すためのものである。

【００２８】ここで、「０」階調と「１」階調との間の
中間階調を「０．１」単位で表わすものとする。図２
（ｇ）は信号電極Ｓ1 と走査電極Ｃ1 とが交差する位置
の表示画素で「０．２」階調、同じく走査電極Ｃ2 とが
交差する位置の表示画素で「０．７」階調の表示を行な
わせる場合の信号電極Ｓ1 への波形を示す。

【００２９】この場合、走査電極Ｃ1 側の画素と走査電
極Ｃ2 側の画素とが共にオンする割合が上記小さい方の
階調数「０．２」であるので、上記信号Ｓ11から「０．
２」の割合だけとってｔ1 とする。この場合のｔの割合
は１／ｘフレームを「１」とするものである。

【００３０】また、走査電極Ｃ2 側の画素は走査電極Ｃ
1 側の画素に比して「０．５」階調分（＝０．７−０．
２）だけ割合が大きいため、上記信号Ｓ13から「０．
５」の割合だけとってｔ2 とする。

【００３１】そして、実効値駆動である液晶表示パネル
の実効値を合わせるため、走査電極Ｃ1 側の画素と走査
電極Ｃ2 側の画素とが共にオフする割合が「０．３（＝
１−０．７）」であるので、上記信号Ｓ14から「０．
３」の割合だけとってｔ3 とする。

【００３２】以上のように信号電極Ｓ1 への駆動波形を
表示すべき階調レベルによって分割し、再配置すること
により、１フレーム内で完結する階調表示をドット単位
で行なわせることが可能となる。このような階調信号を
上記階調信号発生回路14にて発生させ、これに基づいて
信号電極駆動回路18で液晶表示パネル10の信号電極Ｓ1
〜Ｓｙを駆動させるものである。

【００３３】なお、上記のように２本の走査電極Ｃ1 ，
Ｃ2 を組として同時選択駆動する場合、上記図７で説明
した如く、１フレーム内における選択期間を分散させた
方が液晶表示パネル10の表示品位を向上させることがで
きる。すなわち、図３は上記走査電極Ｃ1 と信号電極Ｓ
1 との間に印加される信号波形を示すもので、図３
（ａ）は上記図２で示したように、１フレーム中で走査
電極Ｃ1 ，Ｃ2 を２／ｘフレームに渡って連続して選択
駆動するものである。

【００３４】これに対して、図３（ｂ）に示すように、
１／２フレーム中に１／ｘフレームずつ２回に分けて選
択駆動したほうが、単純マトリックス型の液晶表示パネ
ルにおける見かけ上のフレーム周波数を上げられるの
で、表示品位を向上させることができる。

【００３５】次いで上記図１の回路構成に対応した動作
について説明する。上記図１の回路構成では、液晶表示
パネル10のｘ本の走査電極を、隣接する４本毎にｍ組
（４×ｍ＝ｘ）に分割し、同一組内の４本の走査電極の
走査タイミングで当該４本の走査電極を同時選択駆動す
るものとした。

【００３６】いま、任意の組の４本の走査電極ＣM1〜Ｃ
M4（Ｍ＝１〜ｍ）とし、これら走査電極ＣM1〜ＣM4と任
意の信号電極ＳY （Ｙ＝１〜ｙ）とが交差する位置の画
素での各表示データＤM1Y 〜ＤM4Y の階調数をｄM1Y 〜
ｄM4Y とする。

【００３７】さらに、０≦ｄM1Y 〜ｄM4Y ≦１とし、ｄ
M1Y 〜ｄM4Y がすべて「０」階調のときのＤM1Y 〜ＤM4
Y をすべて−１、ｄM1Y 〜ｄM4Y がすべて「１」階調の
ときのＤM1Y 〜ＤM4Y をすべて１とする。

【００３８】上記走査電極ＣM1〜ＣM4に図４に示すよう
な波形が与えられるとき、「０」階調または「１」階調
のみによる２階調表示を行なう際の階調信号発生回路14
から信号電極駆動回路18へ与えられる信号電極信号ＳML
(p) は

【００３９】

【数１】 であり、走査電極ＣM1〜ＣM4の駆動波形が上記図４に示
した通りであるからこの（１）式は

【００４０】

【数２】 となる。いま、１≧ｄM1Y ＞ｄM2Y ＞ｄM3Y ＞ｄM4Y ≧
０のとき、１／ｘフレームの時間長を１とすると、信号
電極ＳMLへの駆動信号は

【００４１】

【数３】 を有する波形となる。上記各信号の長さを加算すると
「１」となる。

【００４２】図５はこのような信号電極信号ＳMLの駆動
信号を例示するもので、図５（１）に示すように信号電
極信号ＳMLはＳMY(1) 〜ＳMY(4) から構成され、各ＳMY
(1)〜ＳMY(4) におけるＳMY(p)a〜ＳMY(p)eの長さが図
５（２）に示すように上記（３）式で示した内容とな
る。しかるに、ＳMY(1) 〜ＳMY(4) を統括して全体とし
て液晶表示パネル10の信号電極に印加される電圧レベル
は、

【００４３】

【数４】 の形で表わされる。

【００４４】以上のように信号電極への駆動波形を表示
すべき階調レベルによって分割し、再配置することによ
り、１フレーム内で完結する階調表示をドット単位で行
なわせることが可能となる。このような階調信号ＳMY
(p) を上記階調信号発生回路14にて発生させ、これに基
づいて信号電極駆動回路18で液晶表示パネル10の信号電
極Ｓ1 〜Ｓｙを駆動させるものである。

【００４５】なお、上記図４及び図５で示した走査電極
及び信号電極への駆動波形は、実際にはフレーム周波数
をｐ（この場合には４）倍に上げ、１フレーム中で選択
駆動部分をｐ分割することで、液晶表示パネル10の液晶
自体の電気光学特性の立上がり（立下がり）を急峻とす
ることで、よりコントラストを上昇させ、表示品位を向
上させることが可能となる。

【００４６】

【発明の効果】以上に述べた如く本発明によれば、単純
マトリックス型の液晶表示パネルを対象としてアクティ
ブ・アドレス方式による表示駆動を行なう場合であって
も、フレーム内で完結する階調表示が可能となり、表示
品位の充分に高い液晶駆動回路及び液晶駆動方法を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る回路構成を示すブロッ
ク図。

【図２】同実施例に係る走査電極と信号電極の駆動波形
の基本概念を示す図。

【図３】同実施例に係る走査電極と信号電極の駆動波形
の基本概念を示す図。

【図４】同実施例に係る走査電極への具体的な駆動波形
を例示する図。

【図５】図４の総電極の駆動波形に対応した信号電極へ
の駆動波形を例示する図。

【図６】一般的な階調表示の駆動波形を示す図。

【図７】走査電極の選択期間を分散させた駆動波形を示
す図。

【符号の説明】

10…液晶表示パネル、11…計算機部、13…タイミング信
号発生回路、14…階調信号発生回路、15…選択信号発生
回路、16…シフト回路、17…走査電極駆動回路、18…信
号電極駆動回路、19…電圧発生回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｘ本の走査電極とｙ本の信号電極とを有
   する単純マトリックス型の液晶表示パネルを駆動する液
   晶駆動回路であって、 上記走査電極を隣接するｐ本毎にｍ組（ｐ×ｍ＝ｘ）に
   分割し、同一組内の走査電極の走査タイミングでは当該
   ｐ本の走査電極を同時に選択し、各走査電極毎に異なる
   波形の電圧を印加して駆動する走査電極駆動手段と、 この走査電極駆動手段の駆動内容と表示信号の階調に対
   応して階調演算を実行し、上記ｙ本の信号電極の階調駆
   動信号を算出する階調信号発生手段と、 この階調信号発生手段で算出された階調駆動信号に従っ
   て上記ｙ本の信号電極を駆動する信号電極駆動手段とを
   具備したことを特徴とする液晶駆動回路。
2. 【請求項２】 ｘ本の走査電極とｙ本の信号電極とを有
   する単純マトリックス駆動方式の液晶表示パネルを駆動
   する液晶駆動方法であって、 上記走査電極を隣接するｐ本毎にｍ組（ｐ×ｍ＝ｘ）に
   分割し、同一組内の走査電極の走査タイミングでは当該
   ｐ本の走査電極を同時に選択して、各走査電極毎に異な
   る波形の電圧を印加して駆動し、 この走査電極駆動手段の駆動内容と表示信号の階調に対
   応して階調演算を実行して上記ｙ本の信号電極の階調駆
   動信号を算出し、 この階調信号発生手段で算出された階調駆動信号に従っ
   て上記ｙ本の信号電極を駆動することを特徴とする液晶
   駆動方法。