JPS60247695A - 液晶マトリクス表示パネルの駆動方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶マトリクス表示パネルの駆動方式〔発明の
背景〕 近年情報機器表示端末として液晶マ）　＋１クス表示パ
ネルが多く用いられるようになり一該パネルの高密度表
示化の要求が強くなっている。液晶マトリクス表示パネ
ルの高密度表示化は必然的に表示品質の低下を伴うため
、駆動方式の面からも表示品質の改善のための新方式が
められている。

〔従来技術と問題点〕

液晶マトリクス表示パネルの駆動方式として従来から良
く知られているのは特公昭５６−４４４’３８で述べら
れている２つの方式である。

第１図に示すのは１水平走査期間（以下］Ｈと略記する
）に１回液晶への印加電圧を反転する℃・わゆるＡ波形
と呼ばれている駆動波形によって液晶に印加される電圧
を示した図である。図にお（・ては液晶マトリクス表示
パネルが高密度化されることに伴う液晶容量の増加一液
晶セル内での電極抵抗値の増大を考慮して波形になまり
を持たせである。Ａ波形は液晶の交流化周波数が高いた
め液晶の充放電電流−駆動用ＩＣでの消費電流が共に大
きいこと一第１図の１１で示すタイミングに現われる選
択波形が】Ｈ内で反転しているため波形なまりの影響を
２回受は駆動マージンの低下につながること、全体に波
形なまりの影響を強（受けるので印加電圧の実効値が低
下し駆動のための電圧が上昇してしまい駆動用ＩＣの耐
圧をオーバーしてしまうこと等の欠点があり一高密度液
晶パネルではほとんど用いられていない。

第２図はフレーム毎に液晶への印加電圧を反転するいわ
ゆるＢ波形によって液晶に印加される電圧を示した図で
一第２図（イ）はＹ軸に属する液晶の各ドツトの表示パ
ターンが黒白黒白の繰り返しである場合、第２図（ロ）
は表示パターンが全部黒の場合である。現在−表示端末
用液晶マトリクス表示パネルのほとんどはＢ波形で駆動
されているが一パネルが急速に高密度化され１／］００
ｄｕｔｙ駆動される６４０Ｘ２００ドツト構成のような
パネルにおいては非常に因った問題が生じている。

それは第２図の（イ）の波形、Ｉ−（ロ）の波形で明ら
かに印加される電１圧の実効値が異なるということであ
る。

（イ）の場合は非選択タイミング１２時での電圧変化の
回数が多いため波形なまりによる印加電圧実効値の減少
が顕著であるのに対しｍ−）の場合は夕１１全体が同一
パターンであるため波形の変動がなく印加電圧実効値の
減少がない。その結果第３図に示すＦのパターンを縦に
並べて表示したとすると。

５ＥＧ２〜４の列は黒白の変化数が多し・ため薄く一８
ＥＧＩの列は変化がないため濃く表示される。

かくして均一であるべき表示の背景面に目立った縦のし
まが観測されてしまう。

この問題を解決するための提案として ｒＳＩＤ　Ｊａｐａｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ’８３−Ｔｈｅ
　３ｒｄＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａＡ！　Ｄｉｓｐｌａ
ｙ　Ｉ（ｅｓｅａｒｃｈＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　Ｐｏ５
ｔ−Ｄｅａｄｌｉｎｅ　Ｐａｐｅｒｓ　ＰＤ５」がある
。この提案では複数の水平定歪期毎に液晶への印加電圧
の極性反転を行うことにより複数フレームの期′間の平
均値とし、て液晶印加実効電圧σ）表示パターン依存性
を取り除こうというもので一前記ＰａｐｅｒのＦｉｇ、
１には３Ｈ毎に交流反転する場合の表が記載されている
。し、かじながら３Ｈ毎の交流反転ではかなりの平均化
効果は認められるものの未だに完全に表示パターン依存
性を取り去り得ていないという問題が残されている。な
おこの提案と本発明との比較は後の説明で詳しく行う。

〔発明の目的〕

本発明の目的は液晶への印加電圧実効値の表示パターン
依存性をなくすことにより、高品質の表示を可能にする
液晶マトリクス表示パネル駆動方式を提供することであ
る。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するため本発明においては一液晶への印
加電界の極性反転を制御する交流化信号を周期４Ｈ−ｃ
ｌｕｔｙ５０％とすることで液晶への印加電界極性反転
を２Ｈ毎に行っている。さらに周期４Ｈの交流化信号に
は垂直同期信号に対して位相を１Ｈずつずらすと４通り
の位相状態が存在するが一該各位相状態を所定の時間ず
つ順次周期的に現出させている。このように構成すると
４通りの位相状態が一順した段階で表示パターンによる
影響がすべて平均化され−どのような表示パターンの時
でも液晶への印加電圧実効値が等し、くなり−その結果
均一な高品質の表示が得られる。

トコろで一般に液晶マトリクス表示パネルのＸ細電極線
数は４の倍数であることが多い、それぞれのＸ軸重極線
はＩＨずつ順次選択されていくため−Ｘ軸電極線数が４
の倍数であると垂直走査期間は４Ｈの倍数になってしま
う。すると１垂直走査期間（以下］、Ｖと略記する）が
交流化信号の周期４Ｈで割り切れてしまうため一垂直走
査信号と交流化信号とが常に同じ位相状態を保ってしま
い。

上記したような４通りの位相状態を現出出来ない。

そこで本発明においては一水平走査期間の奇数倍の時間
どのＸ軸重極線も選択しなし・タイミングを設けること
により一垂直走査期間を４Ｈで割り切れない値とし、そ
れにより上記した４通りの位相状態が周期的に現出する
ようにしている。

〔発明の実施例〕

以下１図面に基いて本発明の説明を行う。

第４図は液晶マトリクス表示パネル駆動システムを説明
する図である。

第４図において−２は液晶マトリクス表示パネルで−Ｙ
軸電電極線１〜Ｙ　６４０とＸ細見極線ＸＩ〜Ｘ軸電極
線Ｘ１〜Ｘ、ｏｏとによって下画面とを構成するいわゆ
る単純マトリクス上下出し方式によって１／１００ｄｕ
ｔｙ　６４０Ｘ２００ドツト表示を行う。

４．６はそれぞれＹ細見極線Ｙ　Ｉ　〜、’ｙ、、ｏ＝
　Ｙ　１〜Ｙ６４０を駆動するセグメントドライバー　
８−１０動するコモンドライバー　１２はマイクロコン
ピュータ等から必要な情報を受けとってコモンドライバ
８−１０−セグメントドライバ１ｉ−６へ駆動のだめの
信号を送るコントローラ、１４は駆動に必要な電圧を与
える電源回路である。

コントローラ１２からは上側面用表示データＤＡＴＡ　
１−下画面用表示データＤ　Ａ　ｉ’　Ａ　２が送出さ
れ一該データはクロックパルスＣＰによってセグメント
ドライバ乙−６内のシフトレジスタに順次入力される。

クロックパルスＣＰが６４０発出力されてセグメントド
ライバ内のシフトレジスタに１行分のＤＡＴＡが整列し
終ると第５図（イ）に示すようにＬ（ＪＡＤ信号が出力
され、該信号によってＤＡＴＤ信号はセグメントドライ
バ内のメモリに記憶される。セグメントドライバは記憶
されたデータに基いて出力端子Ｏ３〜（Ｊ６．ｏから液
晶駆動信号を出力する。クロｙり６４０発分の時間すな
わちＬ（ＪＡＤ信号の周期が１水平走査期間ＩＨである
。コモンドライバ８−１０はデータ信号のかわりに第５
図（ロ）に示すＦ’ＲＡＭＥ信号を与えられ該信号なＬ
（ＪＡＤ信号をクロックパルスとして読み込む。すると
出力であるＯ２〜Ｕ、ｏｏに順次選択波形が現われ表示
パネルのＸ＠電極線Ｘ１〜Ｘ、ｏ、　Ｘ、〜Ｘ１ｏｏを
順次選択する。Ｘ細見極線の選択が一巡する期間が１フ
レームすなわち１垂直走査時間で−Ｆ）ＬＡＭＥ信号が
垂直走査信号である。Ｍ信号は液晶に印加する電界を反
転するための交流化信号で一第５図（ロ）に示すように
Ｍ信号が１フレーム毎に電位変化すると駆動波形は前述
したＢ波形となり、Ｍ信号が１／２Ｈ毎に変化す′ると
大波形となる。

本発明はこの交流化信号Ｍを工夫することにより従来欠
点を除去しようというものである。

本発明の駆動方式においては液晶への印加電界を２Ｈ毎
に反転する。そのようにするため必要な交流化信号は１
周期を４Ｈとし２Ｈ毎に電位が変化することになるが−
このような信号は第６図φ。−φ１、φ２−φ３に示す
ようにＦＲＭＥ信号に対してＩＨずつ位相のずれた４つ
の位相状態を持ち得る。本方式における交流化信号には
第７図Ｍに示すようにこの４つの位相状態が所定の時間
ずつ順次周期的に現れる。第７図Ｍに示す交流化信号に
よって生じる液晶駆動波形をここでばＣ波形と呼ぶこと
にする。Ｃ波形を用いた時のＸ細電極線駆動波形の極性
反転の様子を第７図Ｃ（ＪＭ１〜３に示す。

第９図は本発明による駆動方式の効果を示す図で第８図
は第９図の説明のための図である。

第８図はＢ波形を用いた場合に液晶に印加される電圧Ｖ
Ｌｃｎ’ａｌ”示した図で、液晶表示パネルのＹ軸上の
表示パターンが１００１（１：黒−〇＝白）の繰り返し
であった場合の例である、■ＬｃＤの非選択タイミング
ｔ２における波形が同−Ｙ軸上の他のドツトの表示パタ
ーンによって決定され−ｔ２タイミング時の状態変化の
回数の差が液晶への印加電圧の実効値の差となって表示
の濃淡むらを生じている。そこで本発明によるＣ波形に
よった場合のｔ２時の波形を交流化信号の各位相毎につ
き１周期分表わしたのが第９図である。本方式における
交流化信号の周期は４Ｈであるから連続する４つのドツ
トの表示パターンのすべてについて液晶への印加波形を
調べれば良い。本方式にお′いては交流化信号の４通り
の位相を等１い時間ずつ選択していくからｍ６位相にお
ける液晶印加波形の状態変化数の和が等しければ印加電
圧の実効値の差が生じないことになる。第９図を見ると
明らかなように、すべての表示パターンに対して波形の
状態変化の数の和は等しい。特に注目すべきなのは表示
パターン１１００−’０１）Ｏ−００３３−】００１に
おいて交流化信号の位相間で一液晶印加波形の状態変化
数に補正効果が生じて℃・ることである。このような補
正効果は木実式特有のものである。

試みに本方式と同様の手法を用いて３Ｈ毎に極性反転式
せた場合を第３０図に示す。３Ｈ毎の場合交流化信号の
とり得る位相は６通りあるが、第１０図に示した３通り
の位相の反転形が残りの３通りの位相なのでここでは図
に示したφ。−φ１−φ２の位相状態についてのみ調べ
てみる、図から明らかなように表示パターン１　］、　
１１　］、　］の時は３通りの位相における状態変化数
の和は６回であるのに対し表示パターンｏ　ｘｏｌ　０
１の時は１２回と倍になってしまっている。すなわち３
Ｈ毎に液晶印加電界の極性を反転した場合は、’＋　Ｂ
波形と比較すればかなりの平均化効果は認められるもの
の、未だ液晶印加電圧笑効値の表示パターン依存性を除
去出来ていない。

第１０図に示した３Ｈ毎に反転する方式は〔従来技術〕
の項で述べた一８ＩＤ　ＪＡＰＡＮ・・・・・・の資料
にある方式と等しいものである。該ＳＩＤ資料の方式で
は１種類の位相の交流化信号の正転信号と反転信号を用
いているが１行数が８で交流化信号の周期が６Ｈとした
ため一フレーム信号と交流化信号が順次ずれて行き−そ
の結果フレーム信号を基準に見ると交流化信号の６つの
位相状態がすべて現れたことになっている。では本方式
のように４Ｈの周期を持った交流化信号の場合はどうな
るかと言うと行数８が周期ｉで割り切れてしまうため一
周期的に交流化信号を反転しても−２通りの位相状態し
か現れないことになる。、２Ｈ毎反転で２通りの位相状
態しか用いなかった場合は第９図におけるφ。とφ２の
み−もしくはφ１とφ３のみの状態変化数の和を調べれ
ば良い６すると第９図から明らかなように表示パターン
］、１００−０１１（ｌ　ＯＯ］１．−１００１のとき
状態変化数が異なってしまう。従って縦に２ドツトずつ
黒−白を繰り返すようなバター／を表示した時は表示む
らが生じることになる。一般に液晶マトリクス表示パネ
ルは４で割り切れる行数で構成されることが多し・ため
、前記資料の方式では４通りの位相状態を現出させるこ
とは出来ない。

そこで本発明においては水平走査期間の奇数倍の時間ど
のＸ軸重極線も選択１ないタイミングを設けている。こ
のタイミングを設けたことにより１垂直走査期間（１フ
レーム）が４Ｈで割り切れなくなるため−１フレーム毎
に垂直定食信号（ＦＩ（ＡＭＥ信号）と交流化信号との
位相がＩＨずつずれて行き４通りの位相状態が現出する
。この様子を示したのが第７図で＋　Ｌ（ＪＡＤ信号の
上に付された番号が一選択されているＸ軸重極線の番号
を示ｌている。本実施例では第４図に示すように上下画
面共Ｘ＠電極線は１００本であるから一第７図のＬ（Ｊ
ＡＤ信号の上に付された番号の１の期間では第４図に示
すＸｉ電極線のＸｌと東が−２，１，１５−１００７７
）期間テハＸ　２　トＸ　２−Ｘ３とｘ３＋　Ｘ、と＊
、−ｘ、とＸ’、−Ｘ１ｏｏとＸ　１ｏ、’がそれぞれ
選択される。そして期間１０１においては該当するＸ軸
重、極線は存在しないため一該期間が［どのＸ軸重極線
も選択しないタイミングｊ　ｔｏｒｙｈなる。第７図に
お℃・てはｔ。ＦＦＹ　Ｉ　Ｈ設けたことによりフレー
ム毎に交流化信号の位相がＩＨずつ進んで４フレームで
交流化信号の４つの位相状態が現出している。ｔ　ＯＦ
Ｆの期間は１Ｈの奇数倍ならば４つの位相状態を現出１
得るが一駆動マージンの点からは短い方が望まｔい。

なおｔ。Ｆｌは必ずしも１フレームに１回設ける必要は
なく−例えば２フレームに］回ｔ。ＦＦを設ければ交流
化信号の４つの位相状態を各２フレームずつ選択してい
くことになる。

第７図に示すようなＬ（ＪＡＤ信号−Ｆ　Ｉ（Ａ　Ｍ　
Ｅ信号は一一般に第４図１２で示すコントローラに表示
行数をソフト的に書き込むことによって得られる。本実
施例の場合は上下画面とも１０１行表示するというコマ
ンドをコントローラに送れは第７図に示すようなＬ（Ｊ
ＡＤ信号、ＦＲＡＭＥ信号が得られる、勿論］０３行表
示するというコマンドを送っ−ても交流化信号の４つの
位相状態が得られることは前記した通りである。別の例
として液晶表示パネルが１／６４ｄｕｔｙ−１２８行で
構成されている時は、上下画面とも６５行表示するとい
うコマンドをコントローラ１２に送れば所望の信号が得
られる。

交流化信号について述べると一現状の液晶マトリクス表
示パネル駆動用ＬＳＩからは通常Ｂ波形用の交流化信号
が出力されているが一本発明によるＣ波形用の交流化信
号は通常用いられている信号から容易に作り出すことが
出来る。第１１図はその結線具合を示した図で一交流化
信号作成回路１８の出力ＭＵＵＴが交流化信号である。

なお１６は第４図のブロック１６と１４を合せたＬＣＤ
モジュ・−ルブロックである。

第゛１２図は本発明で用いる交流化信号を作成する回路
の実施例で−２個のフリップフロップ６０゜６２をそれ
ぞれ１／２分周回路として継続接続することにより＋　
ＬＯＡＤ信号を１／４分周してＭ（ＪＵＴ信号を得てい
る。

なお１　／　１００　ｄｕｔｙで液晶パネルを駆動する
場合Ｂ波形では１００行毎反転なのに対し一本方式のＣ
波形では２行毎反転となり周波数が増加するため液晶パ
ネル反戦駆動回路の消費電力は増加する。そのため第４
図１１ｉに示した電源回路は第１３図に示すようにオペ
アンプを用いて出力を低□インピーダンス化した方式を
用い−さらにオペアンプ出力にも］μＦ以上のコンデン
サーを設けることが望ましい。

、なおφ。〜φ３の位相状態を現出させる順番は一本実
施例に示した順に限定されるものではなく種種の組合せ
があり得る。

このように本発明による駆動方式は一従来からの液晶駆
動用ＩＣを用いたシステムに本実施例回路を付加するこ
とにより容易に実施出来る、〔発明の効果〕 以上述べたように本発明によれば液晶への印加電、圧実
効値が表示パターンによって変化することがなくなるた
め濃淡むらのない表示が実現出来る。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は一従米の駆動方式を説明する図で一第１図
および第２図は駆動波形図であり、第３図は表示状態の
１例を示す説明図。 第４図〜第９図および第１１図−第１４図は、。 本発明の実施例を示すもので一第４図は、液晶マトリク
ス表示パネル駆動システムを説明するブロック図。 第５図は一第４図を説明するための波形図。 第６−１８−９図は本発明の駆動方式を説明するための
波形図。 第１０図は他の方式を本発明と比較して説明するための
波形図。 第１１図は本発明の駆動方式に適し、た電源回路図。 第１２図および第１３図は１本発明による駆動方式を実
現するための要部回路図。 １８・・・・・・交流化信号作成回路。 特許出願人　シチズン時計株式会社 第１図 第２図 （４） （０） ＩＨ 第６図 第９図 １１１１」［−ロー　−シー］−「 第１０図 」 第１２　図 ’ＪＯ３２ 第１１　図 第１３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ４の倍数本のＸ軸重極線と、該Ｘ軸重極線と交差する複
   数本のＹ軸重極線と、前記Ｘ軸重極線と前記Ｙ軸重極線
   とによって挾まれる液晶とを有する液晶表示パネルを用
   い、前記Ｘ軸重極線と前記Ｙ軸重極線とを選択して所業
   の液晶に電圧を印加し情報を表示させ一該印加電圧の極
   性を所定の周期で反転させることにより液晶を交流駆動
   する液晶マトリクス表示パネルの駆動方式において一前
   記印加電圧の極性反転を２水平走査期間毎に行い。 かつ水平走査期間の奇数倍の時間でのＸ軸重極線も選択
   しないタイミングを設けたことを特徴とする液晶マ）　
   ＩＪクス表示パネルの駆動方式。