JPH0922274A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大画素数で高品質表示を行う液晶の単純マト
リクス駆動を行う。 【構成】 互いに直交する電極群を有する液晶セルと、
走査電圧を与える走査回路と、画信号に応じた電圧を与
える信号回路と、所定のバイアス値の電圧を供給する電
源回路とを設ける。走査回路は正負の選択電圧と用い、
信号回路は選択電圧の中間値近傍の２種類の信号電圧を
用いる。電源回路は選択電圧と信号電圧を供給し、信号
電圧を無効にする表示保護手段を設ける。表示保護手段
は電源回路のバッファ回路の前段に信号電圧の短絡回路
を具備することで構成できる。 【効果】 いわゆるＤＩＳＰ−ＯＦＦ機能のない駆動素
子を用いても、不所望のとき液晶セルに電界が印加され
ることはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はいわゆる単純マトリクス
駆動に好適な、とりわけ走査回路として正負の選択電圧
を用いる液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、互いに直交する電極群を有す
る液晶セルの駆動、いわゆる単純マトリクス駆動に於て
は、一方の電極群の電極に順次電圧レベルの高い電圧を
与え、その電圧レベルの高い電圧を印加しているときに
他方の電極群に画信号に応じた電圧を与える線順次走査
を行っており、さらに液晶に直流を印加しないために特
公昭５７−５７７１８号公報に示されるように極性反転
をさせていた。

【０００３】例えば、フレーム毎に極性反転する交流化
信号Ｍを与えることで交流駆動することを例に取ると、
最初のフレームの走査の時間に走査電極にＶ０を与え、
他方の信号電極には表示したいとき（選択画素）はＶ１
を与え、そして次のフレームにおいて、走査電極にＶ１
を与え、信号電極にはＶ０を与える。

【０００４】このような方法は、交流化信号の切替え時
に液晶に起因する大きな容量正負化電流が流れ、消費電
力が多くなる。また最近の液晶表示装置は、６４０×４
８０画素（ＶＧＡ）から１０２４ＲＧＢ×７６８画素
（カラーＸＧＡ）（信号側１ライン画素数３０７２）に
まで発展しようとしており、そのためにはデータ転送時
間その他の動作が高速化するので高速高耐圧集積回路が
必要になってきた。しかし集積回路素子にとって、高速
化と高耐圧化は相反する仕様であり、実現が困難となっ
ていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで走査信号を大き
い正負の電圧とし、信号電圧を正の選択電圧と負の選択
電圧の中間値近傍の電圧とすることを検討したが、電源
立ち上げ時など電源が不安定なときや表示信号がまだ到
達していないときの不所望のとき液晶セルに電界が印加
されることになり不都合である。駆動素子の中には、い
わゆるＤＩＳＰ−ＯＦＦ機能として、所定の信号を与え
ると液晶セルに対する出力を無くし表示停止させる機能
がついているものがあるが、システムと対応せず使用し
にくい場合がある。そこで不所望の液晶セルへの電圧印
加を防ぐことを検討したが、走査信号は選択電極以外は
略零電圧であるから制御しやすいものの、信号電圧は全
ての電極への出力に対して出力停止を行わなければなら
ず、しかも出力停止において応答が遅いとむしろ液晶セ
ルには不所望の電界が印加されることとなり不都合とな
った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の点を考慮
して成されたもので、いわゆる単純マトリクス液晶表示
装置において、正負の選択電圧のいずれかを選択して所
定の電極に走査電圧として供給する走査回路と、正の選
択電圧と負の選択電圧の中間値近傍の信号電圧を画信号
に応じて選択的に与える信号回路と、走査回路と信号回
路に所定の値の電圧を供給する電源回路とを具備し、信
号回路に入力される前の信号電圧を無効にする表示保護
手段を設けたものである。

【０００７】また本発明は、互いに直交する電極群を有
する液晶セルと、その液晶セルの一方の電極群に正負の
選択電圧のいずれかを選択して所定の電極に走査電圧と
して与える走査回路と、液晶セルの他方の電極群に正の
選択電圧と負の選択電圧の中間値近傍の信号電圧を画信
号に応じて与える信号回路と、走査回路と信号回路に所
定のバイアス値の電圧を供給する電源回路とを具備し、
その電源回路は、抵抗分割による抵抗分割回路と、その
抵抗分割回路の出力をバッファするバッファ回路と、バ
ッファ回路の前段に設けられた信号電圧を短絡するため
の抵抗分割回路の所定の抵抗部分の短絡回路を設けたも
のである。

【０００８】

【作用】本発明は上述のように、走査回路は正負の大き
な値の選択電圧を走査電圧として用い、画信号に応じて
選択電圧の中間値近傍の小さい値の信号電圧を用い、信
号電圧を高速で、バランス良く、更には効率良く無効に
することができる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明実施例の液晶表示装置のブロッ
ク図で、１は互いに直交する電極群を有する液晶セル
で、例えばスーパーツイストネマティック液晶表示器な
どの電界効果型液晶が利用できる。これらの液晶セル１
の電極は、いわゆる単純マトリクスを構成し、画素交点
に能動素子を持たないものである。

【００１０】２は、その液晶セル１の一方の電極群に走
査電圧を与える走査回路で、正負の電圧−ＶＬ、＋ＶＨ
と中間電圧Ｖｍのいずれかを選択して所定の電極に供給
するものであり、このうち−ＶＬ、＋ＶＨは選択電圧で
ある。３は、液晶セル１の他方の電極群に画信号に応じ
た電圧を与える信号回路で、特には走査回路２の正の選
択電圧＋ＶＨと負の選択電圧−ＶＬの中間値近傍の２種
類の信号電圧−Ｖｂ、＋Ｖｂを画信号に応じて選択的に
電極に供給するものである。

【００１１】４は、走査回路２と信号回路３に所定のバ
イアス値の電圧を供給する電源回路で、少なくとも正負
の選択電圧−ＶＬ、＋ＶＨと信号電圧−Ｖｂ、＋Ｖｂと
中間電圧Ｖｍとを出力する。この電源回路４は、電圧発
生回路４１、スイッチング回路（ＳＷ回路）４２、強制
放電回路４３、抵抗分割回路４４、バッファ回路４５及
び抵抗分割回路の信号電圧発生に係る所定の抵抗部分を
短絡させる短絡回路４６を有している。

【００１２】５は信号授受回路で、信号回路３に供給さ
れる各種タイミング信号や画信号に応じた信号を受け取
るもので、供給信号を受け取るバッファ回路や集積回路
駆動レベルが異なるときのレベルシフト回路や、初期化
信号付加回路などが必要に応じて準備される。

【００１３】この様な構成において、ＤＩＳＰ−ＯＦＦ
に相当する電界印加阻止（表示停止）は、液晶セルの電
極群の直前、信号回路の出力ゲート、信号回路のデータ
による阻止、信号回路の電源供給停止、信号回路へのバ
イアス供給の停止など種々考えられるが、走査側と信号
側で異なるバイアス値の電圧を扱うので、信号回路に入
力される前の信号電圧を無効にする表示保護手段を設け
るのが好ましく、さらにはバッファ回路４５の前段で信
号電圧を短絡するのが最も好ましい。

【００１４】この様な構成についてより詳細に説明す
る。まず本発明における液晶用バイアス値を駆動波形に
より説明すると、図２ａに示す様な電圧波形で走査・駆
動し、液晶に印加される電圧は同図ｂのようになる。尚
これらの図において、走査電圧は一定の周期で正負いず
れかの選択電圧＋ＶＨ、−ＶＬが選択される様子を示し
ているが、信号回路３から出力される信号電圧＋−Ｖｂ
は、画信号（表示画素の点灯・非点灯）と極性反転（交
流化信号Ｍ）に伴って画素の各々に対して２つの値のう
ちどちらを選択するのか変化するので、２つの信号電圧
＋−Ｖｂのいずれをも算盤の駒状に記載して表現してい
るのであって、図のままの様に両方の信号電圧が選択さ
れるのでもなければ電圧波形が緩やかに変化するもので
もない。

【００１５】この様なバイアス値の電圧は電源回路４に
よって供給される。電源回路４は、より好ましくは１チ
ップ集積回路の中に組み込まれる。電源回路４におい
て、例えば０−５ボルト電圧ＶＥＥ−ＶＤＤを基に各電
圧値を生成する場合、電圧発生回路４１はＤＣ−ＤＣコ
ンバータからなり、選択電圧−ＶＬ、＋ＶＨを立ち上げ
この立ち上げによって集積回路素子が損傷しないように
スイッチ回路４２が構成されており、これは走査回路２
が正常に働く動作電圧領域になった後に各種信号や液晶
駆動電圧（選択電圧などのバイアス値の電圧）が与えら
れるように配慮されたものである。また強制放電回路４
３は不均衡に電圧が残留することによって液晶が劣化す
ることを防止するもので、印加電圧ＶＤＤの５ボルトが
なくなれば短絡抵抗を介して両選択電圧を短絡させるこ
ととしている。これらの検出は必要に応じて、他の制御
信号等を利用してもよい。電圧発生回路４１は、また集
積回路素子の駆動電圧、たとえば走査回路２の駆動電圧
やバッファ回路の駆動電圧を生成させてもよい。

【００１６】選択電圧が電圧発生回路４１により形成さ
れるのに対して、信号電圧＋Ｖｂ−Ｖｂと中間電圧Ｖｍ
は、図３に示すように、選択電圧の間に設けられた抵抗
分割回路４４とバッファ回路４５により形成される。こ
れらの電圧を電圧発生回路で生成させてもよいが、抵抗
分割回路４４を利用することにより、液晶セル１が正負
の電圧に対して対象的でない特性を示す場合、例えば液
晶セル１がカラー表示を行うために一方の電極にのみカ
ラーフィルターを有していて電圧印加極性に応じて異な
る特性を示す場合、中間電圧Ｖｍをシフトさせるのにも
抵抗値の変更だけで一定のバランスを保ったままシフト
させることができ、好ましい。またバッファ回路４５
は、例えば帰還回路を有した演算増幅回路４５０で構成
し、応答性と出力電力確保の為に信号回路の電圧よりも
レンジの広い電圧で駆動されるのが好ましい。これによ
りゴーストと呼ばれる不良表示や画像の乱れを防ぐこと
にも効果がある。

【００１７】これら選択電圧や信号電圧の大きさは、電
圧平均化法に準じて求められるもので、例えば１／２４
０デューティの駆動の場合最適バイアス値は１：１６．
５であり、選択電圧＋３２．５ボルト、−２７．５に対
して、信号電圧は４．３ボルトと０．７ボルトである。
この駆動により、走査回路２の集積回路の出力段は従来
の略倍の耐電圧を必要とするが、走査線数に応じた低速
処理であり、出力段で３つの電位のうち一つを選択する
ので交流化信号の切り替え時の大きな電流は発生せず、
また従来見られがちだったクロストーク発生の基になる
波形崩れもきわめて生じ難い。一方信号回路３は上述の
例でわずか５ボルトという低電圧で駆動され、高速駆動
に適しているばかりか、集積回路の面積も小さくできる
ので、ミリメートル単位で液晶周辺の幅（通称額縁）を
短くするのに凌ぎを削っていることに対しても幅の狭い
駆動素子が利用・配置できるので好ましい。

【００１８】そしてこの様なバイアス値の電圧の印加に
対して、電源立ち上げ時など電源が不安定なときや表示
信号がまだ到達していないとき等、不所望のとき液晶セ
ルに電界が印加されることを防がなければならない。こ
れが図３のバッファ回路４５の前段で信号電圧を短絡す
るための抵抗分割回路４４の所定の抵抗部分Ｒ３、Ｒ４
の短絡回路４６である。先にも述べたように信号電圧を
遮断するのに電源回路４の出力部分で短絡する方法もあ
る。しかし図３に示すように、バイアス値の電圧には液
晶セルの消費電力に耐え電圧を安定供給するように多く
のコンデンサが接続され、液晶そのものも容量性負荷で
あることから、電圧変化は積分され、又移動電荷量も大
きい。従って例えば信号回路３の直前のみに信号電圧の
短絡回路を設けると、その短絡回路を流れる電流は大き
いのでそれに見合った容量の大きい短絡素子が必要とな
り、しかも電圧が不均衡に減少していくこととなり易
い。それに対して、抵抗分割回路の所定の抵抗Ｒ３、Ｒ
４部分の短絡回路４６で構成すると、短絡回路を流れる
電流は少なく、さらにバッファ回路４５が電荷吸収に対
しても働くこととなるので、高速であり、また信号電圧
のバランスは抵抗分割回路４４で得られているので印加
電圧阻止もバランスしてなされ、異常画面の発生を防ぐ
ことができる。

【００１９】さらには図３のような抵抗分割回路４４に
対する短絡回路４６に加えて、バッファ回路４５の出力
部分に、例えば抵抗値の少ない抵抗とスイッチング回路
等からなる低負荷の、信号電圧を短絡させる回路を設
け、両者で信号回路に入力される前の信号電圧を無効に
する表示保護手段を構成しておけば、表示中止の信号に
対してＡ４サイズの液晶セルに対して数ミリ秒という極
めて短時間で表示停止を行うことができた。

【００２０】

【発明の効果】本発明は上述のように、走査回路は正負
の選択電圧を走査電圧として用い、画信号に応じて選択
電圧の中間値近傍の２種類の信号電圧を用いるので、画
信号が著しく増加しても信号回路は低電圧で負担は少な
く高速処理できる。そしてこのように走査回路と信号回
路が異なる電圧範囲を扱うことになるが、電源回路の中
で信号電圧短絡による表示保護手段を持つので、高速
で、バランス良く、効率良く表示停止を行うことがで
き、液晶セルに不所望の電界が印加されることを防ぐこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の液晶表示装置のブロック図であ
る。

【図２】本発明実施例に係る駆動波形図で、ａは交流化
信号及び走査回路と信号回路の出力電圧、ｂは液晶に印
加される電圧を示す。

【図３】本発明実施例に係る電源回路の抵抗分割回路周
辺の回路図である。

【符号の説明】

１ 液晶セル ２ 走査回路 ３ 信号回路 ４ 電源回路 ４４ 抵抗分割回路 ４５ バッファ回路 ４６ 短絡回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに直交する電極群を有する液晶セル
   と、該液晶セルの一方の電極群に正負の選択電圧のいず
   れかを選択して所定の電極に走査電圧として供給する走
   査回路と、前記液晶セルの他方の電極群に前記正負の選
   択電圧の中間値近傍の信号電圧を画信号に応じて選択的
   に与える信号回路と、前記信号回路に入力される前の信
   号電圧を無効にする表示保護手段を具備した事を特徴と
   する液晶表示装置。
2. 【請求項２】 互いに直交する電極群を有する液晶セル
   と、該液晶セルの一方の電極群に正負の選択電圧と中間
   電圧のいずれか選択して所定の電極に与える走査回路
   と、前記液晶セルの他方の電極群に前記走査回路の正の
   選択電圧と負の選択電圧の中間値近傍の信号電圧を画信
   号に応じて与える信号回路と、前記走査回路と前記信号
   回路に所定のバイアス値の電圧を供給する電源回路とを
   具備し、前記電源回路は、抵抗分割による抵抗分割回路
   と、該抵抗分割回路の出力をバッファするバッファ回路
   と、抵抗分割回路の所定の抵抗部分の短絡回路を有した
   事を特徴とする液晶表示装置。