JPH09281462A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 極めて大きい表示容量を持つ単純マトリクス
駆動において、効率よく電送損失等を補い、連続選択画
素の延長上に淡い表示を緩和する。 【解決手段】 互いに直交する電極群を有する液晶セル
に走査回路と信号回路とを接続する。走査電圧としての
正負の選択電圧と、選択電圧の中間値近傍の信号電圧を
供給する電源回路とを設ける。電源回路は、電圧平均加
法に従う正負の信号電圧とそれより僅かに電圧値の異な
る正負の補正信号電圧からなる、絶対値の異なる複数組
の信号電圧を出力する。信号回路は、極性信号と画信号
に応じ、画信号が前回表示の内容とほぼ同一である場合
には電圧平均加法に従う正負の信号電圧から選択し、前
回表示の内容と異なる場合には正負の補正信号電圧から
選択し出力する。さらに正負の極性の反転に応答する場
合には液晶セルへの印加電圧を短時間略ゼロにする。

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信号
に基づいて極性反転をさせていた。

【０００３】例えば、フレーム毎に極性反転させて交流
駆動する場合を例に取ると、極性信号はフレームごとに
反転して与えられる。この極性信号は交流化信号、Ｍと
も呼ばれる。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、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性負荷電流が流れ、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】そこで走査電圧を大き
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、この
ような駆動は大きい画面でこそ効果が高いことから容量
性負荷が大きくなりまた画信号も多くなるので、パーソ
ナルコンピュータなどの機器から受けた雑音や電送損失
の影響が大きく、選択画素の周辺、特に連続選択画素の
延長上に淡い表示が観察され、表示品位を低下させるこ
ととなった。また液晶に印加される電圧の歪みに対応す
べく、短い時間、例えば印加電圧波形の歪みの影響を避
け１走査時間の中央部の１／３時間だけ、補正電圧を重
畳印加させることを検討したが、このような補正電圧を
信号電圧に重畳するための高速スイッチング回路の負担
が大きく、不都合であった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の点を考慮
して効率よく電送損失等を補うもので、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
群に走査電圧を与える走査回路と、液晶セルの他方の電
極群に信号電圧を画信号に応じて与える信号回路と、走
査回路に与える走査電圧としての正負の選択電圧と信号
回路に画信号に応じて与える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と各回路の駆動電
圧を供給する電源回路とを設け、その電源回路は、好ま
しくは電圧平均加法に従う正負の信号電圧とその電圧平
均加法に従う信号電圧より僅かに電圧値の異なる正負の
補正信号電圧からなる、絶対値の異なる複数組の信号電
圧を出力し、信号回路は、極性信号と画信号に応じてこ
れら複数の信号電圧のうちから選択して液晶セルに出力
するもので、より好ましくは画信号が前回表示の内容と
ほぼ同一である場合には電圧平均加法に従う正負の信号
電圧から選択し、前回表示の内容と異なる場合には正負
の補正信号電圧から選択するものであり、さらに正負の
極性の反転に応答する場合には液晶セルへの印加電圧を
短時間略ゼロにするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は本発明実施例の液晶表示装
置の回路図で、互いに直交する電極群を有する液晶セル
１と、その液晶セル１の一方の電極群の所定の電極に正
負の選択電圧のいずれかを選択して走査電圧として供給
する走査回路２と、液晶セル１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
に応じて選択的に与える信号回路３と、走査回路２と信
号回路３に所定の値の電圧を供給する電源回路４と、信
号授受回路５を有している。より具体的に説明する。

【０００８】液晶セル１は、いわゆる単純マトリクス型
のもので、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。この液晶セル
１の電極は例えばストライプ状の整列された透明電極か
らなり、画素交点に能動素子を持たないものである。

【０００９】走査回路２は、線順次走査を行うため１フ
レーム間に順次走査電極毎に高い波高値の電圧を与える
もので、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。液晶セル１の
画面を上下に分割して駆動する場合、走査回路２や信号
回路３は２組必要となる。

【００１０】それに対して信号回路３は、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とその２種類の信号電圧に補正値
を考慮した２種類の補正信号電圧−Ｖｃ、＋Ｖｃのなか
から、極性信号Ｍと画信号（データ）に応じて選択的に
液晶セル１の電極に供給するものである。この信号回路
３は、更に画信号が前回表示の内容とほぼ同一である場
合には電圧平均加法に従う正負の信号電圧−Ｖｂ、＋Ｖ
ｂから選択し、前回表示の内容と異なる場合には正負の
補正信号電圧−Ｖｃ、＋Ｖｃから選択するものであり、
さらに正負の極性の反転に応答する場合には液晶セル１
への印加電圧を短時間略ゼロにするものである。

【００１１】信号回路３は、このような動作のために、
図２に示すように、画信号Ｄ０〜Ｄ７を受けるレジスタ
３１と、レジスタの画信号を受けるラッチ３２と、１行
前の画信号を記憶するラッチ３３と、２つの画信号を比
較する比較回路３４と、レベルシフタ３５と、ドライバ
３６とを有している。レジスタ３１は更に転送方向を選
択するレジスタ３７と組み合わされていてもよい。ラッ
チ３２、３３は各々同じビット数の画信号を記憶し、比
較回路３４はこれらをラッチごとにビット単位で比較し
て、例えば４０％を越えるビット数が変動していれば画
信号変動ありのフラグを出力する。この４０％というビ
ット数変動の程度（割合）は機種毎に設定可能としても
よく、あるいは、このようなビット数の変動だけを見る
ものでなく、オフからオンへの画信号のみもしくは階調
表示の濃い画素のビットをカウントするようにしてもよ
い。また、ドライバ３６には電源回路５から少なくとも
４種類の信号電圧−Ｖｂ、＋Ｖｂ、−Ｖｃ、＋Ｖｃを受
け、液晶セル１の信号電極の１つ１つについて図３のよ
うなバイアス電圧毎のアナログスイッチ３６１アレイを
持つ出力段を持っており、コントローラ３６２は比較回
路３４の出力により正負の信号電圧−Ｖｂ、＋Ｖｂか正
負の補正信号電圧−Ｖｃ、＋Ｖｃかのいずれかの組を選
択した後、極性信号Ｍと画信号ｄａｔａにより点灯か消
灯かによってその正負のいずれかを定め、４つの信号電
圧のいずれかを選択出力する。

【００１２】再び図１において、電源回路４は、例えば
この表示装置が組み込まれるパーソナルコンピュータ等
から供給される電圧ＶＤＤ、ＶＥＥを電圧発生回路（Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ）４１に入力し、正負の電圧−Ｖ
Ｌ、＋ＶＨを生成させる。ここに正負というのは、何か
の絶対電位、たとえばこの表示装置が組み込まれるパー
ソナルコンピュータの電源に対して規定された電位のこ
とではなく、非走査時の走査電圧（中間電圧）Ｖｍに対
する電位で表現している。なお電圧発生回路４１は、よ
り好ましくは、走査回路２や信号回路３の駆動電圧（集
積回路用電圧）、さらには、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バッファを介
して伝送する時必要に応じて駆動伝達レベルを供給電源
レベルにレベルシフトを行ったり、初期化信号を付加し
て与える信号授受回路やバッファ回路の駆動電圧等をも
生成し供給する。

【００１３】このようにして電圧発生回路４１で発生さ
れた正負の選択電圧を基に、抵抗分割回路４２で所定の
バイアス値の電圧、つまり信号電圧−Ｖｂ、＋Ｖｂ、補
正信号電圧−Ｖｃ、＋Ｖｃと中間電圧Ｖｍを得、これを
バッファ回路４３を介して出力する。この時信号電圧と
なるべき電圧は正負の各々において、絶対値が異なる２
組ずつ、合計４つ準備されている。

【００１４】これら選択電圧＋ＶＨ、−ＶＬや信号電圧
−Ｖｂ、＋Ｖｂの大きさは、原則的に電圧平均化法に準
じて求められるもので、例えばＸＧＡ画面分割のとき走
査線数は３８４本（１／３８４デューティの駆動）で最
適バイアス値は１：２０．６であり、中間電圧ＶｍとＧ
ＮＤレベルを一致させた時、選択電圧±３０．０ボルト
信号電圧±Ｖｂは±１．４６ボルトである。グランドレ
ベルを０ボルトからずらしたり、Ｖｍの値を正負の選択
電圧の中央値から変更した場合、電圧値そのものは正負
で異なった値となるが、液晶に印加する電圧レベル比は
略保たれ、正負の各々に必要である。そして補正信号電
圧−Ｖｃ、＋Ｖｃは１走査時間の全ての時間において印
加されるため極めて小さくてよく、上述した正負均衡の
場合、１０インチから１５インチまでの大きさの表示に
おいて、±１．４７ボルトから±１．５９ボルトであっ
た。そしてこのような十数ｍＶから数百ｍＶの電圧を電
源回路４で形成してこれを電源回路内部で切り替えて供
給するよりも、これらのバイアス電圧を全て電源回路４
から外部へ供給し、信号回路３の内部で走査期間毎に選
択するほうが、スイッチングで切り代わる電力量が少な
いので電源回路４の負担が小さく、しかも各信号回路３
での集積回路の負担も分散され小さいので、好ましい。

【００１５】一方、データである画信号は、画像コント
ローラやマイクロコンピュータから信号授受回路５のバ
ッファ回路５１を介して与えられ、極性信号Ｍは、画像
コントローラやマイクロコンピュータから与えられる場
合もあるが図のように信号授受回路５で生成してもよ
い。そして印加電圧が正の電圧から負の電圧に切り代わ
るときと負の電圧から正の電圧に切り代わるときとで、
その波形の歪み方が不平衡となる場合には、信号授受回
路５に表示制御５３を設けて、たとえばラッチパルスと
表示不動作信号によりフリップフロップや論理和ゲート
を働かせ、ラッチパルスの期間を含む短い期間におい
て、一度、信号回路２や走査回路２が中間電圧Ｖｍを出
力し、印加電圧を実質的に略ゼロにした後、所定の信号
電圧や走査電圧を出力するように構成すれば、液晶セル
に印加される電圧波形の歪みがほぼ平衡し、表示不良が
なくなる。

【００１６】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
は発生しない。一方信号回路３は上述の例でわずか５ボ
ルト以内という低電圧しか扱わず、高速駆動に適してい
るばかりか、波形崩れもきわめて生じ難い。そしてなお
生じる不平衡な電圧に対しては、画面情報を演算乃至は
比較することで、低い電圧が重畳された信号電圧で液晶
セルに１走査時間中印加され実効値を調整するので、一
部時間のみ電圧重畳する場合に比較してより小さい電圧
をスムーズにスイッチングでき、他の画素に与える影響
も少なく、かつ、信号回路用集積回路の負担を増やすこ
となく、大容量表示を高い表示品位を保って行うことが
できる。

【００１７】

【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４種類の信号電圧を用い、画信号に
応じて実効値を補正しながら低電圧で安定して駆動する
ことができ、表示容量が大きくなって画信号が著しく増
加しても、信号回路は負担は少なく高速処理でき、表示
品位のよい画像を表示できる。

【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信号回路のブロック図であ
る。

【図３】本発明実施例に係る信号回路のドライバの回路
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 ５ 信号授受回路

Claims (1)

【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走査電圧として与える
   走査回路と、前記液晶セルの他方の電極群に信号電圧を
   画信号に応じて与える信号回路と、前記走査回路に与え
   る前記選択電圧と前記信号回路に与える前記走査回路の
   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
   供給する電源回路とを具備した液晶表示装置において、
   前記電源回路は、絶対値の異なる複数組の前記信号電圧
   を出力し、前記信号回路は、極性信号と画信号に応じて
   複数の信号電圧のうちから選択して液晶セルに出力する
   ことを特徴とする液晶表示装置。