JPH09211420A

JPH09211420A - 液晶表示装置の駆動方法

Info

Publication number: JPH09211420A
Application number: JP8017702A
Authority: JP
Inventors: Masahito Matsunami; 将仁松浪; Toshiya Otani; 俊哉大谷; Kazuhiro Nakanishi; 一浩中西; Takeshi Okuno; 武志奥野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-02-02
Filing date: 1996-02-02
Publication date: 1997-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】単純マトリクス型の液晶表示装置の走査線を同
時に複数本駆動する駆動方法において、クロストーク、
コントラストなどの表示特性を改善すること。【解決手段】外部から入力される画像データ行列と走査
データ行列とを演算して信号データ行列を発生し、前記
走査データ行列に対応する走査出力電圧を走査電極に印
加するとともに、前記信号データ行列に対応する信号出
力電圧を信号電極に印加する際、前記走査出力電圧に生
じる出力歪を補正する液晶表示装置の駆動方法であり、
ダミー走査電極１２あるいはダミー信号電極で、信号出
力電圧あるいは走査出力電圧１１からの電圧歪を検出
し、それぞれの電圧歪を補正するような処理を施した電
圧を液晶パネル１０に印加する駆動方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単純マトリクス型
の液晶表示装置の駆動方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、表示装置はマンマシンインターフ
ェイスとして不可欠であり、中でも液晶表示素子は薄
型、軽量、低消費電力、カラー化の面で優れている。そ
のうち単純マトリクスタイプの液晶表示装置は、価格等
が妥当な範囲にあり、幅広く使用されている。

【０００３】従来、単純マトリクス型の液晶装置は、走
査線を線順次走査する電圧平均化法により駆動が行なわ
れている。この方法を、高速応答の液晶パネルにおいて
用いた場合、フレーム応答によりオン輝度が低くなり、
コントラストが低下する。そこで係るコントラストの低
下を防止すべく、線順次走査ではなく、走査線を複数同
時に選択する駆動方法が考案されている。

【０００４】以下、走査線を複数同時に選択する駆動方
法について簡単に説明する。液晶駆動を数学的に考える
と（数１）で示される。ここで、Ｘは画像データ行列
で、オンが−１、オフが１で表される。Ｍは走査データ
行列であり、選択状態が１および−１であり、非選択状
態が０で表される。そして、計算されたＹが信号データ
行列となる。

【０００５】

【数１】

【０００６】ただし、信号データＹが画像データＸに比
例した形になるためには、走査データ行列Ｍが直交行列
である必要がある。次に、走査データ行列Ｍの各要素を
ｍ、画像データ行列Ｘの各要素をｘ、信号データ行列Ｙ
の各要素をｙとしたときの１フレーム内の（i,j）画素
の信号データｙ_ijは（数２）で表される。なお、Ｎは画
像データ行列の全行数で、ｔは時間である。

【０００７】

【数２】

【０００８】信号データＹの１レベルあたりの電圧をＶ
b、ｋを定数としたとき、１フレーム内の（i,j）画素へ
の走査側電圧Ｖrは、（数３）で表わされ、また、１フ
レーム内の（i,j）画素への信号側電圧Ｖcは、（数４）
で表わされる。

【０００９】

【数３】

【００１０】

【数４】

【００１１】上記各式に基づいて（i,j）画素への印加
実効電圧Ｖ_ijを求めたものを（数５）に示す。

【００１２】

【数５】

【００１３】ここで、Ｎは、画像データ行列の全行数
で、Ｓは、走査データ行列の任意の行の０以外の要素数
（以下「同時選択本数」とする）、tは時間である。
（数５）より、画像データ行列の全要素が１か−１であ
れば（数６）に示すように、（数５）の第３項が画像デ
ータ行列の全行数Ｎ（定数）となり、印加実効電圧Ｖ_ij
への（i,j）画像データ行列の要素ｘ_ij依存が、（数
６）の第２項のみとなり、（i,j）画像データ行列各要
素ｘijに比例した実効電圧が印加される。

【００１４】

【数６】

【００１５】また、画像データ行列の各要素ｘijが１、
−１、０の３値で構成される場合も所定の処理を行うこ
とにより、液晶への印加実行電圧Ｖ_ijが画像データ行列
の各要素ｘijに比例することが可能となる。

【００１６】なお、この方法は、「Active Addressing
Method for High-Contrast Video-Rate STN Displays」
T.J.Scheffer, B.Clifton 228 SID '92 DIGESTや「Pul
se-Height Modulation Gray Shading Methods for Pass
ive Matrix」 A.R.Conner, T.J.Scheffer JAPAN DISPLA
Y '92.69に詳しく示されている。

【００１７】次に、従来の走査線を複数同時に選択する
駆動方法に適する単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
装置の構成及びその動作について、以下に説明する。

【００１８】図８には、従来の単純マトリクス型液晶駆
動装置のブロック図を示す。図８において、１は画像デ
ータ処理回路、２は走査データメモリ、３は走査データ
読み出し回路、４は演算回路、５は信号データ処理回
路、６は信号側ドライバ、７は信号側電源回路、８は走
査側ドライバ、９は走査側電源回路、１０は単純マトリ
クス型液晶パネルである。

【００１９】外部から入力される画像データは、画像デ
ータ処理回路１を介して、走査データメモリ２に記憶し
てある走査データと（数１）を用いて演算回路４で演算
される。このとき、走査データ行列は、走査データ読み
出し回路３により、各要素を順番に読み出す。演算後の
データは、信号データ処理回路５を介して、信号側ドラ
イバ６に転送される。信号側ドライバ６には信号側電源
回路７から電源が供給され、信号側ドライバ６は入力さ
れたデータ値に応じた電圧を単純マトリクス型液晶パネ
ル１０の信号側電極に印加する。

【００２０】一方、走査側は、走査データメモリ２か
ら、走査データ行列を走査データ読み出し回路３により
順番に読み出し、走査側ドライバ８に転送する。走査側
ドライバ８には、一般的に、２値あるいは３値出力の電
源回路９が接続されており、走査データに応じた電圧を
単純マトリクス型液晶パネル１０の走査側電極に印加す
る。

【００２１】以上の方法により、同時選択本数を増加さ
せ、１フレーム内で各画素にかかる実効電圧を分散させ
ることで、高速液晶におけるフレーム応答を抑制し、コ
ントラストを向上させることができる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記に
示す走査線を複数に選択し駆動する方法では、電圧平均
化法と比べて、走査電圧及び信号電圧の電圧変化の頻度
がはるかに多いため、電圧変化時に単純マトリクス型液
晶パネル１０の対向電極に電圧歪が重畳し、これが原因
で表示特性が劣化するという問題点を有していた。

【００２３】図９は単純マトリクス型液晶パネル１０を
走査線を複数に選択し駆動する方法で駆動した場合の波
形図の一例であり、特に走査電極に重畳する電圧歪の液
晶印加電圧に対する影響を示す図である。

【００２４】同図に示すように走査電圧及び信号電圧が
変化した場合、単純マトリクス型液晶パネル１０の走査
電極には信号側ドライバ６からの電圧歪（走査電圧歪と
する。）が生じる。その結果、走査電圧は図９に示すよ
うに、走査電圧歪が重畳した波形となるため、液晶への
印加電圧も歪んだ波形となり、これが原因で単純マトリ
クス型液晶パネル１０の表示品位が損なわれたものとな
る。

【００２５】本発明は、このような従来の走査線を複数
に選択し駆動する方法の課題を解決するためになされた
ものであり、表示品位の高い単純マトリクス型液晶表示
装置の駆動方法を提供することを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の液晶表示装置の駆動方法は、走査電極と信
号電極を具備した単純マトリクスパネルから成る液晶表
示装置において、外部から入力される画像データ行列と
走査データ行列とを演算して信号データ行列を発生し、
前記走査データ行列に対応する走査出力電圧を走査電極
に印加するとともに、前記信号データ行列に対応する信
号出力電圧を信号電極に印加する駆動方法であって、前
記走査出力電圧に重畳される出力歪を補正する手段を具
備した液晶表示装置の駆動方法、さらに前記信号出力電
圧に重畳される出力歪を補正する手段を具備した液晶表
示装置の駆動方法である。

【００２７】また、上記構成において、ダミー走査電極
あるいはダミー信号電極で、信号出力電圧あるいは走査
出力電圧からの電圧歪を検出し、それぞれの電圧歪を補
正するような処理を施した電圧を液晶パネルに印加する
液晶駆動装置の駆動方法である。

【００２８】以上のように構成された本発明の単純マト
リクス型液晶表示装置の駆動方法の作用は次のようにな
る。

【００２９】すなわち、本発明では走査線を複数選択す
る駆動法において、信号電圧及び走査電圧の変化に伴う
過渡現象によって、液晶層が受ける電圧歪を、所定の信
号検出手段により検出し、検出した電圧を補正する信号
を液晶層に印加することにより、液晶層に印加される電
圧を正しい値に補正する。このことにより、液晶層に正
規の電圧を印加することにより、表示特性の劣化を抑え
るものである。

【００３０】特に、信号電圧及び走査電圧の変化に伴う
電圧歪をともに検出し、補正することにより高品位な表
示を得るものである。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００３２】（実施の形態１）以下、本発明の第１の実
施の形態について、図面を参照しながら説明する。

【００３３】図１は本発明による単純マトリクス型液晶
駆動装置のブロック図を示す。図１において、１は画像
データ処理回路、２は走査データメモリ、３は走査デー
タ読み出し回路、４は演算回路、５は信号データ処理回
路、６は信号側ドライバ、７は信号側電源回路、８は走
査側ドライバ、９は走査側電源回路、１０は単純マトリ
クス型液晶パネル、１１は電圧歪検出回路、１２はダミ
ー走査電極である。

【００３４】外部から入力される画像データは、画像デ
ータ処理回路１を介して、２の走査データメモリに記憶
してある走査データと（数１）を用いて演算回路４で演
算される。このとき、走査データ行列は、走査データ読
み出し回路３により、各要素を順番に読み出す。演算後
のデータは、信号データ処理回路５を介して、信号側ド
ライバ６に転送される。信号側ドライバ６には信号側電
源回路７から電源が供給され、信号側ドライバ６は入力
されたデータ値に応じた電圧を単純マトリクス型液晶パ
ネル１０の信号側電極に印加する。

【００３５】一方、走査側は、走査データメモリ２か
ら、走査データ行列を走査データ読み出し回路３により
順番に読み出し、走査側ドライバ８に転送するととも
に、ダミー走査電極１２で検出した電圧歪を、電圧歪検
出回路１１及び走査側電源回路９（回路９、１１を合わ
せて図２では回路２０ａという）で次に示す所定の処理
を施した後、走査データに応じた電圧を単純マトリクス
型液晶パネル１０の走査側電極に印加する。

【００３６】図２は前記した電圧歪検出回路１１、走査
電源回路９から成る回路２０ａの詳細図であり、図３は
その動作説明図である。以下両図を用いて本発明の説明
を詳細に行う。

【００３７】図２において、１０は単純マトリクス型液
晶パネル、６は信号側ドライバ、８は走査側ドライバ、
１２はダミー走査電極であり、本実施の形態では走査電
圧はＶＨ、ＶＬの２値から構成される。同図において、
単純マトリクス型液晶パネル１０上のすべての信号電圧
の振幅変化の結果生じた電圧歪が総合され、走査電圧歪
としてダミー走査電極１２で検出され、検出されたその
電圧歪はコンデンサ２１、抵抗２２、オペアンプ２３か
ら構成される電圧歪検出回路１１でインピーダンス変換
され、抵抗２４、２６とオペアンプ２５、電圧ＶＨで構
成される回路で前記検出した電圧歪を抵抗２６と２４で
決まる値で増幅し、かつ逆相にして電圧ＶＨに加える。
同様にもう一つの走査電圧値ＶＬにも同様の回路２０ｂ
が接続される。

【００３８】図３に示すような走査電圧、信号電圧が単
純マトリクス型液晶パネル１０に印加されたとき、ダミ
ー走査電極１２で検出された電圧歪は図２に示した回路
により図３の補正電圧を発生させ、ＶＨとＶＬで構成さ
れる走査電圧と補正電圧を加えた波形を単純マトリクス
型液晶パネル１０の走査電極に印加することにより、パ
ネル上では走査電圧歪のない波形が合成され、図３に示
すように、液晶印加電圧は電圧歪のないものとなる。そ
の結果、信号電圧の変化する頻度の高い走査線を複数本
駆動する駆動法において、コントラストの低下やクロス
トークを防止した表示特性の優れた駆動を行うことが可
能となる。

【００３９】なお、本実施の形態では走査電圧値がＶ
Ｈ、ＶＬの２値から構成する場合を示したが３値から構
成される場合も同様の補正を行うことにより表示品位の
向上を図ることが可能となる。

【００４０】（実施の形態２）以下、本発明の第２の実
施の形態について図面を参照しながら説明する。走査線
を複数本同時選択する駆動法においては、走査側の電圧
変化の頻度は電圧平均化法に比較して著しく多くなる。
その結果、単純マトリクス型液晶パネル１０の信号電極
に発生することとなる電圧歪を低減するための手段を、
本実施の形態においては説明する。

【００４１】図４は本発明による単純マトリクス型液晶
駆動装置のブロック図を示し、図５は前記した電圧歪検
出回路１１、信号側電源回路７から成る回路２０ａの詳
細図であり、図３はその動作説明図である。なお、本実
施の形態では信号電圧値はＶ１からＶ８までの８ヶの電
圧値から構成される場合を例にとり、以下図面を用いて
説明を行う。実施の形態１との違いは電圧歪検出のため
のダミー電極が信号電極に設けられてダミー信号電極１
３となり、単純マトリクス型液晶パネル１０上のすべて
の走査電圧の振幅変化の結果生じた電圧歪が総合され、
信号電圧歪としてダミー走査信号１３で検出される点で
ある。この電圧が実施の形態１と同様の電圧歪検出回
路、信号側電源回路から成る回路２０ａに加えられ、検
出された信号電圧歪を抵抗２６と２４で決まる値で増幅
し、かつ逆相にして電圧Ｖ１に加える。また、同様に他
の７ヶの信号電圧値にも同様の回路２０ｂ〜２０ｈが接
続される。

【００４２】その結果図６に示すように、信号電圧歪と
逆相の補正電圧を発生させ、Ｖ１〜Ｖ８で構成される信
号電圧と補正電圧を加えた波形を単純マトリクス型液晶
パネル１０の信号電極に印加することにより、パネル上
では信号電圧歪のない波形が合成され、液晶印加電圧は
電圧歪のないものとなる。その結果、走査電圧の変化す
る頻度の高い走査線を複数本駆動する駆動法において、
表示特性の優れた駆動を行うことが可能となる。

【００４３】なお、本実施の形態では信号電圧値がＶ１
〜Ｖ８の８値から構成する場合を示したが、信号電圧値
がアナログ電圧で構成される場合も同様の補正を行うこ
とにより表示品位の向上を図ることが可能となる。

【００４４】（実施の形態３）以下、本発明の第３の実
施の形態について、図面を参照しながら説明する。前述
したように、走査線を複数本同時に選択する駆動法で
は、信号側、走査側ともに電圧変化の頻度は電圧平均化
法に比較して著しく多くなる。その結果、単純マトリク
ス型液晶パネル１０の走査電極、信号電極に発生するこ
ととなる電圧歪を低減するための手段を、本実施の形態
においては説明する。

【００４５】図７は本発明による単純マトリクス型液晶
駆動装置のブロック図を示す。同図において、１２はダ
ミー走査電極であり単純マトリクス型液晶パネル１０上
のすべての信号電圧の振幅変化の結果生じた電圧歪が総
合され、走査電圧歪としてダミー走査電極１２で検出さ
れる。１３はダミー走査電極であり単純マトリクス型液
晶パネル１０上のすべての走査電圧の振幅変化の結果生
じた電圧歪が総合され、信号電圧歪としてダミー走査電
極１３で検出される。前記２ヶのダミー電極で検出した
電圧歪をそれぞれ走査側電圧歪検出回路１１ａ、走査側
電源回路９と信号側電圧歪検出回路１１ｂ、信号側電源
回路７に入力することにより、それぞれの補正電圧を発
生し、加えることにより、パネル上では走査電圧歪、信
号電圧歪のない波形が合成され、液晶印加電圧は電圧歪
のないものとなる。その結果、信号電圧、走査電圧の変
化する頻度の高い走査線を複数本駆動する駆動法におい
て、表示特性の優れた駆動を行うことが可能となる。

【００４６】（実施の形態４）以下、本発明の第４の実
施の形態について説明する。

【００４７】前述したように、走査線を複数本同時に選
択する駆動法では、信号側、走査側ともに電圧変化の頻
度は電圧平均化法に比較して著しく多くなる。その結
果、単純マトリクス型液晶パネル１０の走査電極、信号
電極には電圧歪が発生し、表示品位を損なうこととな
る。その原因は一般に単純マトリクス型液晶パネル１０
の走査電極及び信号電極がシート抵抗１０オーム前後の
ＩＴＯ膜で形成されているので、走査電極及び信号電極
上に電圧歪が発生するからである。従って、走査電極及
び信号電極を金属で形成する、あるいはＩＴＯ膜を金属
で補強してシート抵抗値を下げることにより電圧歪が少
なくなり、その結果、信号電圧、走査電圧の変化する頻
度の高い走査線を複数本駆動する駆動法において、表示
特性の劣化を防止した駆動を行うことが可能となる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように構成された本発明の単純マ
トリクス型液晶表示装置の駆動方法によれば、走査線を
複数本同時に選択することによるコントラストの向上、
透過率の向上、高速液晶駆動という走査線複数本同時駆
動法特有のメリットを保った上に、さらに信号側、走査
側ともに電圧変化の頻度が電圧平均化法に比較して著し
く多くなる本駆動法において、単純マトリクス型液晶パ
ネルの走査電極、信号電極に発生することとなる電圧歪
を低減することが可能となる。

【００４９】その結果コントラストやクロストークなど
の表示特性をさらに向上することが可能となる。

【００５０】従って、本発明を用いることにより、１０
０〜１５０ｍｓ前後の単純マトリクス型液晶パネルを高
い表示特性で駆動することが可能となり、単純マトリク
ス型液晶パネルの用途をＯＡ機器だけでなく、映像機器
にも拡大することが可能となる。

【００５１】さらに、ＯＡ機器も最近は動画や映像表示
が可能となってきており、そのようなＯＡ機器にも単純
マトリクス型液晶パネルの用途を拡げることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における駆動回路ブロッ
ク図

【図２】本発明の実施の形態１における電圧歪検出回路
と走査電源回路の詳細図

【図３】本発明の実施の形態１における動作を説明する
図

【図４】本発明の実施の形態２における駆動回路ブロッ
ク図

【図５】本発明の実施の形態２における電圧歪検出回路
と走査電源回路の詳細図

【図６】本発明の実施の形態２における動作を説明する
図

【図７】本発明の実施の形態３における駆動回路ブロッ
ク図

【図８】従来例における駆動回路ブロック図

【図９】従来例における動作を説明する図

【符号の説明】

１画像データ処理回路２走査データメモリ３走査データ読み出し回路４演算回路５信号データ処理回路６信号側ドライバ７信号側電源回路８走査側ドライバ９走査側電源回路１０単純マトリクス型液晶パネル１１、１１ａ、１１ｂ電圧歪検出回路１２ダミー走査電極１３ダミー信号電極２３、２５オペアンプ２２、２４、２６抵抗２１コンデンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥野武志大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走査電極と信号電極を具備した単純マト
リクスパネルから成る液晶表示装置の駆動方法におい
て、外部から入力される画像データ行列と走査データ行
列とを演算して信号データ行列を発生し、前記走査デー
タ行列に対応する走査出力電圧を走査電極に印加すると
ともに、前記信号データ行列に対応する信号出力電圧を
信号電極に印加する際、前記走査出力電圧に生じる出力
歪を補正することを特徴とする液晶表示装置の駆動方
法。
【請求項２】ダミー走査電極を単純マトリクスパネル
の不可視領域に具備し、そのダミー走査電極で信号出力
電圧からの電圧歪を検出し、その電圧歪と前記走査出力
電圧に基づいて得られた所定の電圧を前記走査電極に印
加することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の
駆動方法。
【請求項３】前記走査出力電圧が２値、あるいは３値
の電圧から成り、その各々の電圧とダミー走査電極で検
出した電圧歪を所定の処理をして得られた電圧を走査電
極に印加することを特徴とする請求項３記載の液晶表示
装置の駆動方法。
【請求項４】前記ダミー電極で検出した電圧歪と逆相
の電圧を前記走査出力電圧に重畳させて走査電極に印加
することを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置の駆
動方法。
【請求項５】走査電極と信号電極を具備した単純マト
リクスパネルから成る液晶表示装置の駆動方法におい
て、外部から入力される画像データ行列と走査データ行
列とを演算して信号データ行列を発生し、前記走査デー
タ行列に対応する走査出力電圧を走査電極に印加すると
ともに、前記信号データ行列に対応する信号出力電圧を
信号電極に印加する際、前記信号出力電圧に生じる出力
歪を補正することを特徴とする液晶表示装置の駆動方
法。
【請求項６】ダミー信号電極を単純マトリクスパネル
の不可視領域に具備し、ダミー信号電極で走査出力電圧
からの電圧歪を検出し、その電圧歪と前記信号出力電圧
に基づいて得られた電圧を信号電極に印加することを特
徴とする請求項５記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項７】走査電極と信号電極を具備した単純マト
リクスパネルから成る液晶表示装置の駆動方法におい
て、外部から入力される画像データ行列と走査データ行
列とを演算して信号データ行列を発生し、前記走査デー
タ行列に対応する走査出力電圧を走査電極に印加すると
ともに、前記信号データ行列に対応する信号出力電圧を
信号電極に印加する際、前記走査出力電圧、信号出力電
圧に生じる出力歪をそれぞれ補正することを特徴とする
液晶表示装置の駆動方法。
【請求項８】金属から成る、あるいは金属で補強され
た走査電極と信号電極を具備した単純マトリクスパネル
から成る液晶表示装置の駆動方法であって、外部から入
力される画像データ行列と走査データ行列とを演算して
信号データ行列を発生し、前記走査データ行列に対応す
る走査出力電圧を走査電極に印加するとともに、前記信
号データ行列に対応する信号出力電圧を信号電極に印加
することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。