JPH0772802A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶印加電圧の波形なまりに起因する表示む
らを安定的に解消して、クロストークのない均一で良好
な表示を維持する液晶表示装置を実現する。 【構成】 周囲温度が変化した場合や経時変化で液晶セ
ルの静電容量等が変化しても、第１の検出電極１２
（ａ）の検出電圧を基準電圧として用いて第２の検出電
極１２（ｂ）の検出電圧との差を取ることにより歪み電
圧成分を抽出しているので、どのような外乱を受けても
第１の検出電極１２（ａ）の検出電圧と第２の検出電極
１２（ｂ）の検出電圧とはともに同条件で電位変動する
ため、それらを比較して抽出される歪み電圧成分は外乱
を受けることがなく、常に正確に歪み電圧成分だけが抽
出されて良好な帰還制御を行なうことができるので、駆
動電圧波形の歪み成分を除去して表示不良を安定的に解
消することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、薄型、低消費電力等の
特長を生かして、ワードプロセッサ、パーソナルコンピ
ュータのような情報処理装置や、小型テレビや投射型テ
レビなどのディスプレイデバイスとして広く用いられて
いる。このような用途における液晶表示素子としては、
単純マトリックス方式とアクティブマトリックス方式と
の 2方式に大別することができる。

【０００３】単純マトリックス方式の液晶表示装置は、
液晶表示素子（液晶表示パネル）部分の構造をはじめと
して構造が簡易で低廉な製造コストで大型のものまで簡
易に製造することができることから、幅広い用途に用い
られている。

【０００４】また、アクティブマトリックス型液晶表示
装置は、高精細で高コントラストの鮮明な画像の表示が
可能である特質を生かして、例えばＶＧＡ（Video Grap
hicArray ）対応等と呼ばれるようなディスプレイデバ
イスやＣＧ（Computer Graphics ）対応のディスプレイ
デバイスなどの高精細な液晶表示装置としても用いられ
る。

【０００５】このようなディスプレイデバイスに利用さ
れる液晶表示装置には、多桁表示や高品位表示などが要
求されている。このような要求に対応するために、近
年、ＳＴＮ（スーパーツイステッドネマティック）型液
晶表示素子に代表される単純マトリクス型液晶表示素子
の画素数（走査電極数×信号電極数）は著しく増加して
きており、またこれに伴なって液晶表示素子の駆動周波
数（駆動電圧パルスの周波数）も増加している。

【０００６】例えば走査電極が 200本、信号電極が 640
本の 2値表示の液晶表示素子は、走査電極 1本分の走査
時間に相当する時間、即ち駆動電圧の最小パルス幅は60
〜70μｓ程度まで短いものとなっている。

【０００７】一般に、液晶表示素子の各画素ごとの液晶
セルは、等価回路でコンデンサ（電気容量）として表す
ことができる。また液晶表示素子を駆動するためのドラ
イバＩＣには出力インピーダンスが存在しており、これ
は一般的に電気抵抗として等価回路で表わすことができ
る。単純マトリクス型液晶表示素子では方形波パルスの
組み合わせによって駆動されるが、このときドライバＩ
Ｃの出力抵抗をはじめとして、ドライバＩＣと液晶表示
素子の接続抵抗、液晶表示素子の駆動用電極抵抗など
と、液晶層の静電容量とに起因して駆動電圧波形に歪み
や鈍りが発生するこれら駆動電圧波形の歪みや鈍りは、
液晶層に印加される電圧の低下または上昇を招き、それ
が結果として液晶表示素子の画面内での光の透過率の位
置的なばらつき、いわゆるクロストークと呼ばれる表示
むらの現象となって画面上に現れる。 単純マトリクス
型液晶表示素子において最もクロストークの発生に関与
するのが、走査電極に発生する歪み電圧に起因する液晶
印加電圧の変動であると言える。そこでこの現象につい
て一例を掲げて説明する。

【０００８】図８（ａ）は、従来のＸＹ単純マトリクス
型液晶表示装置の走査電極 1本を部分的に抜き出して等
価回路で表したものである。ここで、Ｃ_LCは走査電極Ｙ
_n の電極 1本分の液晶層の静電容量９０１であり、Ｒは
走査電極ドライバの出力抵抗とドライバＩＣおよび液晶
表示素子の接続抵抗と液晶表示素子の走査電極Ｙ_n の電
極自体の内部抵抗との総和の電気抵抗９０２である。

【０００９】液晶表示素子は通常、交流的な液晶印加電
圧によって駆動される。ここでは走査電極ドライバ（図
示省略）が基準電位Ｖcom を中心として±Ｖrev 間を極
性反転する電圧を出力しているものとする。 このよう
な走査電圧Ｖ2 の波形を図８（ｃ）に示す。また信号電
極ドライバ（図示省略）は図８（ｂ）に示すような±Ｖ
rev 間を極性反転する波形の信号電圧Ｖ1 を出力してい
るものとする。

【００１０】この等価回路において信号電極ドライバ側
から方形波状の信号電圧Ｖ1 が液晶層の静電容量（液晶
容量）９０１に印加される場合を考えると、液晶容量
（Ｃ_LC）９０１と総和の電気抵抗（Ｒ）９０２との接続
点９０３には、時定数Ｃ_LC・Ｒに基づくスパイク状の歪
み電圧Ｖ3 が生じる。この歪み電圧Ｖ3 の波形を図８
（ｄ）に示す。このようなスパイク状の歪み電圧Ｖ3 が
発生するために、液晶容量Ｃ_LC９０１に印加される液晶
印加電圧は、図８（ｅ）に示すようにスパイク状の歪み
電圧Ｖ3 に相当する電圧が削がれたような波形となる。
このような電圧の変化が画面上で表示の濃淡むら、いわ
ゆるクロストークとなって現れる。

【００１１】さらに、液晶表示素子内部に用いられる走
査電極や信号電極には酸化スズやＩＴＯ（酸化インジウ
ム）からなる透明電極が一般的に用いられているが、こ
のような透明電極は電気抵抗が比較的大きいことから、
これらの電極には前記した波形のなまりや歪み電圧がよ
り顕著に発生することになる。

【００１２】上記のような表示むらの問題を解消するた
めに、例えばＳＴＮ型液晶表示素子用の技術として、特
開平2-171718号公報やＳＩＤ´90 Digest p.413 に開示
されたような、信号電極ドライバから出力される表示デ
ータに基づいて走査電極ドライバへ印加する補償電圧を
形成し、この補償電圧を適宜変化させることで走査電極
ドライバの出力端子の歪み電圧を相殺させるという方法
が検討されている。

【００１３】しかしながら、このように従来の技術で
は、ドライバＩＣと液晶表示素子との接続抵抗や液晶表
示素子の駆動用電極抵抗などの影響を根本的に排除して
いるわけではなく、表示データに対応してあらかじめ設
定しておいた微小な補償電圧に基づいて歪み電圧の相殺
を行なっており、例えば液晶駆動電圧を変えてコントラ
ストを変化させたり、階調表現を行なう装置の場合など
では、液晶駆動電圧の変化にともなって歪み電圧の大き
さも変化するので、当初に設定した補償電圧は最適な補
償値からずれてしまい、効果的な補償が困難であるとい
う問題がある。あるいはその都度最適な補償電圧に再設
定する調整回路などを付加することも検討されるが、こ
のような調整回路を有しかつ補償電圧の微妙な設定を表
示データに基づいて行なう回路を組み込む場合、液晶駆
動回路系の構造が非常に煩雑なものとなるという問題が
ある。

【００１４】また、前述の透明電極の内部抵抗の問題に
関しては、透明電極上での電圧波形の均一化という観点
から、透明電極の脇に金属の配線を並列して這わせるな
どして透明電極の見掛けの抵抗を低くし、歪み電圧や液
晶印加電圧の波形鈍りの発生を抑制することなどが考え
られる。

【００１５】しかしながら、このような方法では、透明
電極の近傍をはじめとして液晶表示素子内部の構造が煩
雑となり、また製造も容易ではないという問題や、製造
コストも高くなるという問題がある。

【００１６】また電圧波形の歪みや液晶印加電圧の鈍り
を抑えるために出力抵抗の非常に小さいドライバＩＣを
用いることも考えられるが、このような特殊なドライバ
ＩＣの開発は容易ではないという問題や、その使用も価
格が高価であるため実用的ではないという問題もある。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
液晶表示装置においては、ドライバＩＣの出力抵抗、ド
ライバＩＣと液晶表示素子の接続抵抗や液晶表示素子の
駆動用電極抵抗と、液晶層の静電容量とに起因して発生
する歪み電圧により液晶印加電圧の波形が理論上の理想
的な波形から変化してしまい、画面に表示むら（クロス
トーク）が発生するという問題があった。

【００１８】そしてこれに対して考案された既知の技術
では、あらかじめ設定しておいた補償電圧が必要な最適
補償電圧からずれるといった問題や、装置が煩雑にな
る、あるいは高価になるなどの問題があった。

【００１９】本発明はこのような問題を解決するために
成されたもので、その目的は、液晶表示装置において画
面に表示むら（クロストーク）が発生するという問題を
簡易で低廉な手段によって解決し、高品位な画像表示を
行なうことができる液晶表示装置を提供することにあ
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の液晶表示装置は、複数の走査電極が形成され
た走査電極基板と、前記複数の走査電極に間隙を維持し
て交差するように対向配置される複数の信号電極が形成
された信号電極基板と、前記走査電極と前記信号電極と
の間に封入挟持された液晶層とを有する液晶表示素子
と、駆動電圧を作るための複数の電位を出力する駆動電
圧発生回路と、該駆動電圧発生回路から出力される複数
の電位のなかから一つの電圧を選択して前記走査電極に
印加するスイッチ回路を有し前記複数の走査電極それぞ
れに走査電圧を印加する走査ドライバ回路と、前記複数
の信号電極それぞれに信号電圧を印加する信号ドライバ
回路とを有する液晶表示装置において、前記複数の走査
電極それぞれの入力端部分に一端が接続された第１の電
気抵抗と、前記第１の電気抵抗の他端が一括に接続され
前記走査電極の前記入力端部分の電圧を一括して検出す
る第１の検出電極と、前記複数の走査電極それぞれの入
力端部分とは異なる部分に一端が接続された第２の電気
抵抗と、前記第２の電気抵抗の他端が一括に接続され前
記走査電極の前記第２の電気抵抗が接続された部分の電
圧を一括して検出する第２の検出電極と、前記第１の検
出電極で検出された電圧を基準として該電圧と前記第２
の検出電極で検出された電圧とを比較して前記走査電極
の電圧から歪み電圧成分を取り出し、前記駆動電圧発生
回路の出力する複数の電位のうち走査電圧を形成する電
位に合成する演算増幅回路とを具備して、前記複数の走
査電極の歪み電圧の発生を抑制することを特徴としてい
る。

【００２１】また、本発明の液晶表示装置は、複数の走
査電極が形成された走査電極基板と、前記複数の走査電
極に間隙を維持して交差するように対向配置される複数
の信号電極が形成された信号電極基板と、前記走査電極
と前記信号電極との間に封入挟持された液晶層とを有す
る液晶表示素子と、駆動電圧を作るための複数の電位を
出力する駆動電圧発生回路と、該駆動電圧発生回路から
出力される複数の電位のなかから一つの電圧を選択して
前記走査電極に印加するスイッチ回路を有し前記複数の
走査電極それぞれに走査電圧を印加する走査ドライバ回
路と、前記複数の信号電極それぞれに信号電圧を印加す
る信号ドライバ回路とを有する液晶表示装置において、
前記複数の走査電極それぞれの入力端部分に一端が接続
された第１の電気容量と、前記第１の電気容量の他端が
一括に接続され前記走査電極の前記入力端部分の電圧を
一括して検出する第１の検出電極と、前記複数の走査電
極それぞれの入力端部分とは異なる部分に一端が接続さ
れた第２の電気容量と、前記第２の電気容量の他端が一
括に接続され前記走査電極の前記第２の電気容量が接続
された部分の電圧を一括して検出する第２の検出電極
と、前記第１の検出電極で検出された電圧を基準として
該電圧と前記第２の検出電極で検出された電圧とを比較
して前記走査電極の電圧から歪み電圧成分を取り出し、
前記駆動電圧発生回路の出力する複数の電位のうち走査
電圧を形成する電位に合成する演算増幅回路とを具備し
て、前記複数の走査電極の歪み電圧の発生を抑制するこ
とを特徴としている。

【００２２】なお、第２の電気抵抗あるいは第２の電気
容量の一端は、上述のごとく第１の電気抵抗あるいは第
１の電気容量が接続された走査電極の入力端部分とは異
なる部分に接続するが、これは例えば走査電極の解放端
部分に接続してもよく、あるいは走査電極の中央部に接
続してもよい。走査電極の解放端部分に接続すれば、走
査電極の入力端から解放端までほぼ全長にわたって走査
電極の内部抵抗による傾斜的な電圧低下や歪み電圧を検
出することができるので好ましい。あるいは、例えば一
つの走査電極の両端に駆動回路を接続して両端から駆動
する液晶表示装置の場合などでは、各走査電極の中央部
に前記の第２の電気抵抗あるいは第２の電気容量の一端
を接続すればよい。

【００２３】また、上記の第１の電気容量や第２の電気
容量は、走査電極と信号電極とを対向する 2枚の電極と
して用いるとともにその両電極に挟持される誘電体とし
て液晶層を用いてもよい。

【００２４】また、上記の走査ドライバ回路の出力する
走査電圧は、走査非選択時電圧と走査選択時電圧（いわ
ゆる走査パルス）とで形成される電圧であることは言う
までもないが、上記の極性反転の方式としては、走査非
選択時電圧が一定で走査選択時電圧（走査パルス）だけ
が走査非選択時電圧を中心電圧として極性反転する場合
でも、あるいは特定の中心電圧を中心として走査選択時
電圧および走査非選択時電圧がそれぞれ極性反転する場
合でも、いずれの場合にも本発明は適用可能である。

【００２５】

【作用】本発明に係る液晶表示装置においては、第１の
電気抵抗あるいは第１の電気容量により走査電極の入力
端部分から検出した電圧を基準電圧として、この基準電
圧と第２の電気抵抗あるいは第２の電気容量を介して走
査電極から検出した電圧とを演算増幅回路によって比較
し、第２の電気抵抗あるいは第２の電気容量で検出され
た電圧から歪み電圧成分だけを抽出し、これを増幅して
走査電極に帰還させることによって前記の走査電極に生
じる歪み電圧を打ち消すことができる。このとき上記の
演算増幅回路は、走査電極に生じる歪み電圧を打ち消す
ことができるような極性（出力電圧の変位方向）および
増幅率に設定しておくことは言うまでもない。

【００２６】このように、走査電極の電圧に発生する例
えばスパイク状の歪み電圧など画像表示にとって好まし
くない影響を与える歪み電圧成分を、複数の走査電極か
ら一括して取り出し、この歪み電圧成分を走査電極へと
帰還させることにより、走査電極に発生しようとする歪
み電圧を抑制することができる。

【００２７】そして上記の歪み電圧成分を走査電極の電
圧から取り出す際に、走査電極自体の入力端部分で検出
された電圧を基準電圧として用いて、この基準電圧と第
２の電気抵抗または第２の電気容量で走査電極から検出
された検出電圧との差を演算することにより歪み電圧成
分だけを取り出しているので、駆動電圧発生回路から液
晶セル（液晶層）へと印加する電圧の大きさをどのよう
な値に変化させても、あるいはその電圧が液晶層の温度
変化や経時変化によってどのように変化しても、そのよ
うな外乱に起因しては基準電圧と検出電圧とが共にほぼ
同様に変化するので、それらの電圧の相対的な差として
得られる歪み電圧成分は、常に正確に抽出される。

【００２８】また、本発明は、走査電極およびその駆動
回路に一つの帰還ループ、即ち具体的には電気抵抗ある
いは電気容量、検出電極、演算増幅回路等からその主要
部が構成される帰還ループを形成するだけで良いので、
非常に簡易に、かつ低廉に、高品位な画像表示が可能な
液晶表示装置を実現することができる。

【００２９】このようにして、本発明によれば、周囲温
度が変化した場合などの動作特性の変動のない安定的な
クロストーク除去効果を簡易な手段で得ることができ
る。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の液晶表示装置の実施例を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００３１】（実施例１）図１は本発明に係る第１の実
施例の液晶表示装置の構造を模式的に示す図である。こ
の液晶表示装置は、ＩＴＯのような透明電極からなる走
査電極１と信号電極２とがマトリックス状に対向配置さ
れ、その間隙に液晶層３が挟持された液晶表示素子（液
晶表示パネル）４と、それを駆動するための走査側の液
晶駆動回路５と信号側の液晶駆動回路６とを有する。

【００３２】走査側の液晶駆動回路５は、走査ドライバ
回路７とこれに電源電圧を与える走査電圧発生回路８と
帰還電圧を受けて走査電圧を制御するための演算増幅回
路９とを有する。また信号側の液晶駆動回路６は、信号
ドライバ回路１０とこれに電源電圧を与える信号電圧発
生回路１１とを有する。

【００３３】さらに、図２に示すように液晶表示素子４
には各走査電極１の両端部に第１の電気抵抗１２
（ａ）、第２の電気抵抗１２（ｂ）がそれぞれ配設され
ている。

【００３４】第１の電気抵抗１２（ａ）は、電気的には
一端が走査電極１の入力端部分に接続され、他端が第１
の検出電極１３（ａ）に一括して接続されて、第１の電
気抵抗１２（ａ）によって検出された走査電極１の入力
端部分の電圧を一括して集めて、配線１４（ａ）を介し
て走査側の液晶駆動回路５の演算増幅回路９に入力す
る。

【００３５】第２の電気抵抗１２（ｂ）は、電気的には
一端が走査電極１の解放端部分に接続され、他端が第２
の検出電極１３（ｂ）に一括して接続されて、第２の電
気抵抗１２（ｂ）によって検出された走査電極１の解放
端部分の電圧を一括して集めて、配線１４（ｂ）を介し
て走査側の液晶駆動回路５の演算増幅回路９に入力す
る。

【００３６】そして演算増幅回路９は、入力された前記
の走査電極１の入力端部分の電圧を基準電圧として、こ
の基準電圧と入力された走査電極１の解放端部分の電圧
との比較を行なうことにより、走査電極１に生じる歪み
電圧成分を取り出して、その歪み電圧成分を打ち消す電
圧として走査電極１に帰還させる。このような電気的構
造により、走査電極１の電圧が外乱によってどのように
変動を受けようとも、走査電極１の歪み電圧成分を正確
に打ち消すことができる。これにより表示画像のクロス
トークを解消することができる。

【００３７】上記は本発明に係る液晶表示装置の電気的
な構造および動作の概要を述べたが、次に第１の実施例
の液晶表示装置の具体的な構造とその動作とを詳述す
る。

【００３８】液晶表示素子４としてはＳＴＮ型液晶表示
素子を用いた。画面サイズはＡ 4判、表示容量（画素
数）は 640× 200ドットである。このＳＴＮ型の液晶表
示素子４のセルギャップは約 7μｍで、ラビング配向処
理が施された樹脂からなる配向膜（図示省略）を備え
て、液晶表示素子４のセルギャップ間で液晶層３の液晶
分子が 240°捩じれるように配向されている。液晶層３
の液晶組成物としてはメルク社製ＺＬＩ−2293を用い
た。また走査電極１および信号電極２の透明電極はＩＴ
Ｏから形成されたものである。

【００３９】そして白黒表示とするために光学位相補償
用セル（図示省略）をこの液晶表示素子の外向き側のガ
ラス基板２０３（ａ）、（ｂ）上に貼設し、電圧無印加
時に黒、電圧印加時に白の表示が得られるようにした。

【００４０】ガラス基板２０３（ｂ）上に設けられた各
走査電極１の入力端部分と解放端部分には、それぞれ前
述のように第１の電気抵抗１２（ａ）、第２の電気抵抗
１２（ｂ）が配設されている。これら電気抵抗１２
（ａ）、１２（ｂ）は、具体的にはそれぞれ走査電極１
上に抵抗体を印刷して形成されたもので、これら全ての
走査電極１を横断するように細長い短冊状の第１の検出
電極１３（ａ）および第２の検出電極１３（ｂ）がそれ
ぞれ形成されて、全ての第１の電気抵抗１２（ａ）の他
端が一括して第１の検出電極１３（ａ）に接続され、全
ての第２の電気抵抗１２（ｂ）の他端が一括して第２の
検出電極１３（ｂ）に接続される。第１の電気抵抗１２
（ａ）と第２の電気抵抗１２（ｂ）とは同じ電気抵抗値
で同じ形状に形成されており、また第１の検出電極１３
（ａ）および第２の検出電極１３（ｂ）も同じ形状に形
成されている。

【００４１】図３は本実施例の液晶表示装置の全体的な
構造を示すブロック図である。液晶表示素子４内の走査
電極１、信号電極２には、それぞれ走査ドライバ回路
７、信号ドライバ回路１０が接続されている。

【００４２】走査側の液晶駆動回路５は、走査ドライバ
回路７に電源電圧を与えるとともに、第１の検出電極１
３（ａ）および第２の検出電極１３（ｂ）それぞれから
検出された電圧を受けて走査電極１の歪み電圧成分を帰
還制御するための演算増幅回路９を有している。

【００４３】また信号側の液晶駆動回路６は、信号ドラ
イバ回路１０と、これに電源電圧を与えるための信号電
圧発生回路１１とを有している。

【００４４】図３において、走査電圧発生回路８と信号
電圧発生回路１１とは図示および説明の理解をより容易
なものとするために分割して示しているが、実際上は一
つにまとめて構成される。これは、一つにまとめること
によって構造が簡潔かつ精度良く安価にできるからであ
る。この一つにまとめた回路を本実施例では図４に示す
ような駆動電圧発生回路４０１として構成した。

【００４５】走査ドライバ回路７では、走査データ発生
回路４０２からの制御信号を受けて、走査電極１のＹ1
からＹ200 までそれぞれの出力電位を駆動電圧発生回路
４０１の出力する電位Ｖ0Y、Ｖ1 、Ｖ4 、Ｖ5Yのなかか
ら一つを選択する。具体的には、図３に示すように、走
査データを順次転送するシフトレジスタ４０３と、この
データによって走査選択時の走査電位つまり走査パルス
（Ｖ0Y、Ｖ5Y) または非走査選択時の走査電位（Ｖ1 、
Ｖ4 ) を選択するスイッチ部４０４とから主要部が構成
され、シフトレジスタ４０３は 1フレーム時間を決める
ＦＰ（フレームパルス）を基本的な走査データとして受
け、 1走査時間を決めるＬＰ（ラッチパルス）に基づい
て出力Ｙ1 からＹ200 までデータが転送される。スイッ
チ部４０４ではこれら転送されたデータに基づき、デー
タが選択データなら選択電位Ｖ0Y（交流化駆動の際の極
性反転時には電位Ｖ5Y）を、非選択データなら非選択電
位Ｖ4 （交流化駆動の際の極性反転時には電位Ｖ1 ）を
選択して、各走査電極１に出力する。こうして例えば図
５（ａ）に示すような一般的な電圧平均化法による走査
電極駆動波形を得る。

【００４６】一方、信号ドライバ回路１０では、映像信
号データ発生回路４０５からの信号を受けて、信号電極
２のＸ1 からＸ640 までそれぞれの出力電位をＶ0 、Ｖ
2 、Ｖ3 、Ｖ5 のなかから一つ選択、設定する。

【００４７】具体的には、図３に示すように、映像信号
データを順次転送するシフトレジスタ４０６と、このデ
ータを一時蓄えるデータラッチ４０７と、このデータに
よってオン表示を指定する信号選択電位（Ｖ0 、Ｖ5)ま
たはオフ表示を指定する信号非選択電位（Ｖ2 、Ｖ3)を
選択するスイッチ部４０８とからなり、シフトレジスタ
４０６は映像信号データ（図中ＤＡＴＡとして示した。
以下ＤＡＴＡと呼ぶ）を受けて、このＤＡＴＡを転送す
るためのクロックパルスＣＰによりＸ1 からＸ640 まで
ＤＡＴＡを転送する。そしてデータラッチ４０７ではＬ
Ｐ（ラッチパルス）を受けてＸ1 からＸ640 までのＤＡ
ＴＡを蓄積する。スイッチ部４０８ではこれら蓄積され
たＤＡＴＡに基づいて、ＤＡＴＡが選択（オン）データ
なら選択電位Ｖ5 （あるいは交流化駆動の際の極性反転
時には電位Ｖ0 ）を、非選択データ（オフ）なら非選択
電位Ｖ3 （あるいは交流化駆動の際の極性反転時には電
位Ｖ2 ）を選択し、各信号電極２に出力する。こうし
て、例えば図５（ｂ）に示すような一般的な電圧平均化
法による信号電極駆動波形を得る。

【００４８】駆動電圧発生回路４０１では、図４に示す
ように電源からの電源電圧ＶDD入力を受け、これを分圧
回路４０９の電気抵抗Ｒ5 、Ｒ6 で分圧させて、液晶表
示素子４を駆動するために一般に必要な電位（Ｖ0 、Ｖ
1 、Ｖ2 、Ｖ3 、Ｖ4 、Ｖ5、Ｖ0Y、Ｖ5Y）を作り、演
算増幅器を用いたバッファ４１０（ａ）〜（ｆ）を通し
て上記の電位として出力する。そしてこれら出力された
電位のうちＶ0Y、Ｖ1、Ｖ4 、Ｖ5Yは走査ドライバ回路
７に、またＶ0 、Ｖ2 、Ｖ3 、Ｖ5 は信号ドライバ回路
１０に、それぞれ供給されて、これらの電位を用いて走
査ドライバ回路７からは走査電極１に上記のような波形
の走査電圧が印加され、信号ドライバ回路１０からは信
号電極２に上記のような波形の信号電圧が印加される。

【００４９】このようにして走査電極１と信号電極２そ
れぞれに駆動電圧が印加されると、液晶層３に印加され
る電圧波形は、図５（ｃ）に示すような例えばフレーム
ごとに極性反転する波形で選択パルスの振幅が表示内容
（オン、オフ）に応じて変化する波形となる。

【００５０】極性反転駆動法は、よく知られているよう
に液晶層への直流電圧成分の印加による液晶組成物の劣
化を防ぐために交流的な液晶印加電圧を用いて行なわれ
る駆動方法で、上記に説明した走査ドライバ回路７と信
号ドライバ回路１０のスイッチ部４０４、４０８には極
性を一定周期で反転させるための機能が付加されてお
り、ＦＲ信号（極性反転信号）によって制御され、極性
反転が行なわれる。

【００５１】そして、上記のような駆動電圧発生回路４
０１内に、走査電極１の電圧の歪みを制御する演算増幅
回路９が付加されて、第２の検出電極１２（ｂ）で検出
された電圧を第１の検出電極１２（ａ）で検出された電
圧とを比較し、第１の検出電極１２（ａ）で検出された
電圧を基準電圧として用いて第２の検出電極１２（ｂ）
で検出された電圧のうち歪み電圧成分だけを取り出し
て、これを走査電極１に帰還して、走査電極１に生じる
歪み電圧を解消させる。ここで、上記の演算増幅回路９
としては、本実施例においては第１のバッファ４１１
（ａ）、第２のバッファ４１１（ｂ）、差動増幅回路４
１２、 4個のそれぞれバッファを用いた演算増幅回路４
１０（ａ）、（ｂ）、（ｅ）、（ｆ）で形成されてい
る。

【００５２】図４に示すように、第１の検出電極１３
（ａ）で検出された走査電極１の入力端側の電圧は、第
１のバッファ４１１（ａ）を介して差動増幅回路４１２
の反転端子に入力される。また、第２の検出電極１３
（ｂ）で検出された走査電極１の解放端側の電圧は、第
２のバッファ４１１（ｂ）を介して差動増幅回路４１２
の非反転端子に入力される。

【００５３】差動増幅回路４１２は、第１の検出電極１
３（ａ）で検出された走査電極１の入力端側の検出電圧
を基準電圧として、第２の検出電極１３（ｂ）で検出さ
れた走査電極１の解放端側の歪みを多く含んだ検出電圧
との差を演算し、走査電極１に発生した歪み電圧成分を
抽出する。そして抽出された歪み電圧成分は後段のＲ1
、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 によって負の増幅率を設定された
4個の演算増幅回路４１０（ａ）、（ｂ）、（ｅ）、
（ｆ）に容量結合４１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）を介して入力される。容量結合を介して接続され
ているのは、 4個の演算増幅回路４１０（ａ）、
（ｂ）、（ｅ）、（ｆ）の入力側が電気的に一つの配線
に直結されると分圧回路４０９の出力する電位Ｖ0Y、Ｖ
1 、Ｖ4 、Ｖ5Yがショートするため、これを避けるには
それぞれを直流電圧に対して分離することが必要だから
である。

【００５４】そして演算増幅回路４１０（ａ）、
（ｂ）、（ｅ）、（ｆ）は、走査電圧波形を形成するた
めの電位として分圧回路４０９から出力される電位Ｖ0
Y、Ｖ1 、Ｖ4 、Ｖ5Yと差動増幅回路４１２から出力さ
れる歪み電圧成分とを重畳させてスイッチ部４０４へと
出力する。そしてスイッチ部４０４は前記の歪み電圧成
分が重畳された走査電圧を各走査電極１へと出力する。

【００５５】このように、第２の検出電極１３（ｂ）で
検出された走査電極１の解放端側の歪み成分を多く含ん
だ検出電圧から歪み電圧成分だけを取り出し反転させた
電圧を走査ドライバ回路７から走査電極１に印加するこ
とにより、走査電極１の電圧に生じる歪み電圧を解消す
ることができる。しかも周囲温度が変化した場合や経時
変化で液晶セルの静電容量等が変化しても、第１の検出
電極１３（ａ）の検出電圧を基準電圧として用いて第２
の検出電極１３（ｂ）の検出電圧との差を取ることによ
り歪み電圧成分を抽出している。したがってどのような
外乱を受けてもそれに起因して第１の検出電極１３
（ａ）の検出電圧と第２の検出電極１３（ｂ）の検出電
圧とが共に同様に電位変動するので、それらを比較して
（相対的な差を取って）抽出される歪み電圧成分は外乱
を受けることがなく、常に正確に歪み電圧成分だけが抽
出されて、良好な帰還制御を行なうことができる。その
結果、常に効果的に表示の濃淡むら（クロストーク）を
取り除いて良好な画像表示を維持することができる。

【００５６】以上のような本発明に係る第１の実施例の
液晶表示装置を、図５に示すような波形の液晶駆動電圧
を用いてデューティ比 1／ 200、バイアス比 1／13、フ
レーム周波数80Ｈｚで13ラインごとに極性反転するよう
に駆動して表示を行なわせ、その表示品位を目視にて検
証した。

【００５７】まず、全画面を白表示にした後、画面中央
付近に縦 150ドット×横10ドットの領域に白と黒の横縞
模様を表示させ、引き続きこの領域の横のドット数を 5
00ドットまで徐々に増加させていったが、いずれの場合
もクロストークのない均一な表示を維持できた。また、
漢字やアルファベットを連続的に表示させたが、走査電
極における歪み電圧の発生が抑制されてクロストークの
ない均一な表示を維持することができた。

【００５８】次に本実施例の液晶表示装置を周囲温度50
℃の環境下に置いて、上記のような表示を行なわせたと
ころ、上記と同様にクロストークのない均一な表示を維
持することができた。

【００５９】また、これを周囲温度10℃の環境下に移し
て上記と同様の表示を行なわせたところ、同様にクロス
トークのない均一な表示を維持することができた。

【００６０】さらに、これを周囲温度25℃の環境下に移
し、2000時間連続点灯させた後、上記と同様の表示を行
なわせたが、この場合にも同様にクロストークのない均
一な表示を維持することができた。このような実験か
ら、本発明の液晶表示装置は表示品位が高くかつ耐久性
に優れた信頼性の高いものであることが確認できた。

【００６１】（第１の実施例に対する比較例）第１の実
施例の液晶表示装置から本発明に係る主要部分である第
１の電気抵抗１２（ａ）、第２の電気抵抗１２（ｂ）、
第１の検出電極１３（ａ）、第２の検出電極１３
（ｂ）、演算増幅回路９等を取り除き、駆動電圧発生回
路を図６に示すような分圧回路４０９およびバッファ６
０１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）
を用いた従来の一般的な構造の駆動電圧発生回路６００
に換装した。このような従来の構造の液晶表示装置に第
１の実施例と同様の駆動条件で表示を行なわせ、その表
示品位を目視にて検証した。

【００６２】まず、全画面を白表示にした後、画面中央
付近に縦 150ドット×横10ドットの領域に白と黒の横縞
模様を表示させ、引き続きこの領域の横のドット数を 5
00ドットまで徐々に増加させていったが、縦 150ドット
×横10ドットの領域に白と黒の横縞模様を表示させたと
ころで、その縦方向に周囲よりも暗いクロストークが発
生し、表示領域の横のドット数を増加するに従い、この
縦方向のクロストークがよりいっそう顕著に発生した。
加えて、表示の横方向に新たなクロストークが発生し、
表示品位が著しく低下した。また、漢字やアルファベッ
トを連続的に表示させたが、この場合も縦および横方向
に連なる顕著なクロストークが発生して画面の不均一性
が目立った。

【００６３】（実施例２）第１の実施例の液晶表示装置
における液晶表示素子４を、第１の実施例で用いた第１
の電気抵抗１２（ａ）および第２の電気抵抗１２（ｂ）
の代りに第１の電気容量７０１（ａ）および第２の電気
容量７０１（ｂ）を用いた図７に示すような液晶表示素
子７０２に換装した。

【００６４】そして第１の検出電極１３（ａ）に電気的
に接続された第１の電気容量７０１（ａ）で検出された
電圧を基準とし、これと第２の検出電極１３（ｂ）に電
気的に接続された第２の電気容量７０１（ｂ）で検出さ
れた電圧とを演算増幅回路９で比較して歪み電圧成分を
正確に抽出できるように、演算増幅回路９を形成する各
演算増幅回路（バッファ）４１０（ａ）〜（ｆ）や差動
増幅回路４１２の増幅率等を変更し、その他の部分は第
１の実施例とほぼ同様の構造とした。

【００６５】ここで、前記の第１の電気容量７０１
（ａ）および第２の電気容量７０１（ｂ）は、具体的に
は液晶層３を介して走査電極１と対向するようにガラス
基板２０３（ａ）上に設けられた信号電極２と概略同じ
電極状の第１の検出電極１３（ａ）、第２の検出電極１
３（ｂ）と走査電極１とをそれぞれ対向する各一対の電
極として用いるとともに、これら対向する電極どうしの
間に挟持される液晶層３を誘電体として用いてそれぞれ
形成されている。

【００６６】つまり第１の検出電極１３（ａ）と走査電
極１の入力端部分との間で液晶層３を誘電体として第１
の電気容量７０１（ａ）が形成されており、第２の検出
電極１３（ｂ）と走査電極１の解放端部分との間で液晶
層３を誘電体として第２の電気容量７０１（ｂ）が形成
されている。

【００６７】このような第２の実施例の液晶表示装置
を、第１の実施例と同様に図５に示すような波形の液晶
駆動電圧を用いてデューティ比 1／ 200、バイアス比 1
／13、フレーム周波数80Ｈｚで13ラインごとに極性反転
するように駆動して表示を行なわせ、その表示品位を目
視にて検証した。まず、全画面を白表示にした後、画面
中央付近に縦 150ドット×横10ドットの領域に白と黒の
横縞模様を表示させ、引き続きこの領域の横のドット数
を 500ドットまで徐々に増加させていったが、いずれの
場合もクロストークのない均一な表示を維持できた。ま
た、漢字やアルファベットを連続的に表示させたが、走
査電極における歪み電圧の発生が抑制されてクロストー
クのない均一な表示を維持することができた。この場
合、実施例１に比べクロストーク抑制効果が高かった。
次に本実施例の液晶表示装置を周囲温度50℃の環境下に
置いて上記のような表示を行なわせたが、同様にクロス
トークのない均一な表示を維持することができた。また
これを周囲温度10℃の環境下に移して同様の表示を行な
わせたが、同様にクロストークのない均一な表示を維持
することができた。さらにこれを周囲温度25℃の環境下
に移して2000時間連続点灯させた後、上記と同様の表示
を行なわせたが、この場合にも同様にクロストークのな
い均一な表示を維持することができた。このような実験
から、本発明の液晶表示装置は表示品位が高くかつ耐久
性に優れ信頼性の高いものであることが確認できた。

【００６８】（第２の実施例に対する比較例）第２の実
施例の液晶表示装置から、本発明の主要部分である第１
の電気容量７０１（ａ）、第２の電気容量７０１
（ｂ）、第１の検出電極１３（ａ）、第２の検出電極１
３（ｂ）、演算増幅回路９等を取り除いて、駆動電圧電
源回路４０１を図６に示すような分圧回路４０９および
バッファ６０１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、
（ｅ）、（ｆ）を用いた従来の一般的な構造の駆動電圧
発生回路６００に換装した。このような従来の構造の液
晶表示装置に第２の実施例と同様の駆動条件で表示を行
なわせ、その表示品位を目視にて検証した。

【００６９】まず、全画面を白表示にした後、画面中央
付近に縦 150ドット×横10ドットの領域に白と黒の横縞
模様を表示させ、引き続きこの領域の横のドット数を 5
00ドットまで徐々に増加させていったが、縦 150ドット
×横10ドットの領域に白と黒の横縞模様を表示させたと
ころで、その縦方向に周囲よりも暗いクロストークが発
生し、表示領域の横のドット数を増加するに従い、この
縦方向のクロストークがよりいっそう顕著に発生した。
加えて、表示の横方向に新たなクロストークが発生し、
表示品位が著しく低下した。また、漢字やアルファベッ
トを連続的に表示させたが、この場合も縦および横方向
に連なる顕著なクロストークが発生して画面の不均一性
が目立った。

【００７０】なお、演算増幅回路９を形成する回路構造
としては、以上の実施例で示した構造はほんの一例であ
って、本発明に係る演算増幅回路９としての動作を行な
うことのできる回路構造としては以上の他にも多様な構
造が考えられる。したがって演算増幅回路９を形成する
回路構造としては上記実施例のみには限定しない。

【００７１】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、本発明に係る液晶表示装置の各部位の形成材料や構
造の変更が種々可能であることは言うまでもない。

【００７２】

【発明の効果】以上、詳細な説明で明示したように、本
発明によれば、液晶印加電圧の波形なまりに起因する表
示むらを解消して、クロストークのない均一で良好な表
示を実現することができ、またどのような外乱を受けて
もクロストークのない均一で良好な表示を維持する液晶
表示装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の液晶表示装置の構造の概要を示
す図。

【図２】第１の実施例の液晶表示装置に用いた液晶表示
素子の構造を示す図。

【図３】第１の実施例の液晶表示装置の全体的な構造を
示すブロック図。

【図４】第１の実施例の液晶表示装置の駆動電圧発生回
路を示す図。

【図５】第１の実施例および第２の実施例の液晶表示装
置の走査電極に印加される電圧波形（ａ）、信号電極に
印加される電圧波形（ｂ）、液晶に印加される液晶印加
電圧波形（ｃ）を示す図。

【図６】第１の実施例および第２の実施例に対する比較
例として用いた従来の一般的な液晶表示装置における駆
動電圧発生回路を示す図。

【図７】第２の実施例の液晶表示装置に用いた液晶表示
素子の構造を示す図。

【図８】従来の液晶表示装置の走査電極１の 1本分だけ
を抜き出して等価回路で表現した概念図およびそのＶ1
、Ｖ2 、Ｖ3 の電圧波形を示す図。

【符号の説明】

１…走査電極、２…信号電極、３…液晶層、４…液晶表
示素子、５…走査側の液晶駆動回路、６…信号側の液晶
駆動回路、７…走査ドライバ回路、８…走査電圧発生回
路、９…演算増幅回路、１０…信号ドライバ回路、１１
…信号電圧発生回路、１２（ａ）…第１の電気抵抗、１
２（ｂ）…第２の電気抵抗、１３（ａ）…第１の検出電
極、１３（ｂ）…第２の検出電極、１４（ａ）、１４
（ｂ）…配線、４０１…駆動電圧発生回路、４０９…分
圧回路、４１０（ａ）〜（ｆ）…演算増幅回路（バッフ
ァ）、４１２…差動増幅回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 庄子 雅人 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の走査電極が形成された走査電極基
   板と、前記複数の走査電極に間隙を維持して交差するよ
   うに対向配置される複数の信号電極が形成された信号電
   極基板と、前記走査電極と前記信号電極との間に封入挟
   持された液晶層とを有する液晶表示素子と、駆動電圧を
   作るための複数の電位を出力する駆動電圧発生回路と、
   該駆動電圧発生回路から出力される複数の電位のなかか
   ら一つの電圧を選択して前記走査電極に印加するスイッ
   チ回路を有し前記複数の走査電極それぞれに走査電圧を
   印加する走査ドライバ回路と、前記複数の信号電極それ
   ぞれに信号電圧を印加する信号ドライバ回路とを有する
   液晶表示装置において、 前記複数の走査電極それぞれの入力端部分ごとに一端が
   接続された第１の電気抵抗と、 前記第１の電気抵抗の他端が接続され前記走査電極の前
   記入力端部分の電圧を一括して検出する第１の検出電極
   と、 前記複数の走査電極それぞれの入力端部分とは異なる部
   分に一端が接続された第２の電気抵抗と、 前記第２の電気抵抗の他端が接続され前記走査電極の前
   記第２の電気抵抗が接続された部分の電圧を一括して検
   出する第２の検出電極と、 前記第１の検出電極で検出された電圧を基準として該電
   圧と前記第２の検出電極で検出された電圧とを比較して
   前記走査電極の電圧から歪み電圧成分を取り出し、前記
   駆動電圧発生回路の出力する複数の電位のうち走査電圧
   を形成する電位に合成する演算増幅回路とを具備して、
   前記複数の走査電極の歪み電圧の発生を抑制することを
   特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 複数の走査電極が形成された走査電極基
   板と、前記複数の走査電極に間隙を維持して交差するよ
   うに対向配置される複数の信号電極が形成された信号電
   極基板と、前記走査電極と前記信号電極との間に封入挟
   持された液晶層とを有する液晶表示素子と、駆動電圧を
   作るための複数の電位を出力する駆動電圧発生回路と、
   該駆動電圧発生回路から出力される複数の電位のなかか
   ら一つの電圧を選択して前記走査電極に印加するスイッ
   チ回路を有し前記複数の走査電極それぞれに走査電圧を
   印加する走査ドライバ回路と、前記複数の信号電極それ
   ぞれに信号電圧を印加する信号ドライバ回路とを有する
   液晶表示装置において、 前記複数の走査電極それぞれの入力端部分に一端が接続
   された第１の電気容量と、 前記第１の電気容量の他端が接続され前記走査電極の前
   記入力端部分の電圧を一括して検出する第１の検出電極
   と、 前記複数の走査電極それぞれの入力端部分とは異なる部
   分に一端が接続された第２の電気容量と、 前記第２の電気容量の他端が接続され前記走査電極の前
   記第２の電気容量が接続された部分の電圧を一括して検
   出する第２の検出電極と、 前記第１の検出電極で検出された電圧を基準として該電
   圧と前記第２の検出電極で検出された電圧とを比較して
   前記走査電極の電圧から歪み電圧成分を取り出し、前記
   駆動電圧発生回路の出力する複数の電位のうち走査電圧
   を形成する電位に合成する演算増幅回路とを具備して、
   前記複数の走査電極の歪み電圧の発生を抑制することを
   特徴とする液晶表示装置。