JPS6026934A - 液晶表示装置 - 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】 本発明は、複数のグループに分割されたマトリクスパタ
ーンが同一液晶セルに形成された、休止位相駆動多段液
晶マトリクスパネルに関するもので、その目的は相違す
る段間の接する部分のマトリクスパターンの工夫および
相違する段間の遷移時間での駆動波形の工夫により、表
示品質の高い液晶表示装置を提供することである。

休止位相駆動多段液晶マトリクスパネルの構成を第１図
に示す。説明を明確にするため２段の場合を示す。Ｍｘ
２Ｎのマトリクスとする。第１図は該パネルの平面図で
ある。１−１〜１−Ｍおよび２−１〜２−Ｍは信号電極
であり、一方の基板に形成されている透明導電体である
。

６−１〜３−Ｎおよび４−１〜４−Ｎは走査電極であり
、他方の基板に形成されている透明導電体である。信号
電極１−１〜１−Ｍと走査電極３−１〜３−Ｎが１組の
マトリクスグループを形成する。

また信号電極２−１〜２−Ｍと走査電極４−１〜４−Ｎ
がもう１組のマトリクスグループを形成する。

この２段マトリクスパネルは、Ｎ分割の駆動波形を用い
て、すなわちＮ分割相当の液晶パネルの表示品質を保証
しながら２Ｎ本の走査電極を有する高分解能特性を呈す
。

休止位相駆動２段マトリクスパネルの駆動方法を以下に
示す。該駆動方法は電圧平均化法を変形したものである
。電圧平均化法の１駆動波形は４種の電位で構成される
。

すなわち走査電極選択電位、走査電極非選択電位、信号
電極選択電位および信号電極非選択電位である。休止位
相駆動は、これら４種の電位の他にさらに休止電位を有
する。休止位相駆動での各電極電位の時間変化を第１表
に示す。

第１表で時刻は１本の走査電極選択時間を単位としてい
る。すなわちＮＴＳＣ方式のＴＶ表示の場合には、水平
走査時間６３．５μｓｅｃの整数倍の値を単位とする。

たとえば走査線数が全体で１２０本（Ｎ＝６０）の時は
、単位時間６３．５ｘ２＝１２７μｓｅｃ、２４０本（
Ｎ＝１２０）の場合は６３．５　μｓｅｃ　テある。

第１表 時刻１〜Ｎは上段選択期間、時刻（Ｎ＋］、）〜２Ｎは
下段選択期間である。垂直帰線期間とは第２Ｎ番目の走
査電極が選択終了してから第１番目の走査電極の選択が
開始するまでの期間である。

第１表中の記号■は走査電極選択電位、Ｂは走査電極非
選択電位、Ｃは信号型、極選択電位、Ｄは信号電極非選
択電位、Ｅは休止電位である。走査電極６．４に印加さ
れる電位は走査電極選択電位■、走査電極非選択電位Ｂ
、および休止電位Ｅである。

一方信号電極１．２に印加される電位は信号電極選択電
位Ｃ１信号電極非選択電位Ｄ、および休止電位Ｅである
。

つぎに各電位の印加タイミングを述べる。まず走査電極
６−１に走査電極選択電位■を印加する。

他の上段電極３−２〜３−Ｎには走査電極非選択電位Ｂ
を印加する。

信号電極１−１〜１−Ｍには、表示パターンに依存して
信号電極選択電位Ｃまたは信号電極非選択電位りを印加
する。走査電極３−１との交点が表示の選択点である信
号電極には信号電極選択電位Ｃを、交点が表示の非選択
点である信号電極には、信号電極非選択電位りを印加す
る。

階調表示を行なう場合には、走査電極３−１選折中に、
信号電極への印加電圧を表示階調に依存して信号電極選
択電位Ｃと非選択電位りのデー−ティ比を制御、すなわ
ちパルス幅変調を行なう。

走査電極３−１選択終了後、走査電極３−２゜６−３、
・・・・・・３−Ｎと、つぎつぎに選択状態とする。上
段走査電極乙のいずれかが選択されている上段選択期間
は、下段走査電極４および下段信号電極２には、休止電
位Ｅを印加する。すると下段走査電極４および下段信号
電極２で構成される下段マ）１７２２部の液晶層は、零
ボルトが印加されたことになり、クロストークが発生し
ない。

上段マトリクス部の最下端の走査電極３−Ｎ選択終了後
、下段マトリクス部の最上端の走査電極４−１に走査電
極選択信号■を印加して選択状態とする。

下段マトリクス部の信号電極には、上述の上部マｌ−１
７２２部の信号電極について述べたと同様に。

走査電極の選択と同期して、信号電極選択電位Ｃまたは
信号電極非選択電位りを表示パターンに依存して印加す
る。

また上段マトリクス部の走査電極６と信号電極１はとも
に、下段マドＩＪクス部選折中は、休止電位Ｅを印加す
る。

すなわち下段マ）　ＩＪクス選択中は折中段マトリクス
部の液晶層への印加電圧は零ボルトでありクロストーク
を生じない。

下段マ）　１７２２部の走査電極４−Ｎの選択が終了後
、該マトリクスパネルの全電極すなわち１．２．６およ
び４は上段マトリクス部の走査電極６−１が選択時刻に
なるまですべて休止電位Ｅが印加され、液晶層電圧は零
となる。

以上述べた休止位相駆動多段液晶マ）　ＩＪクスパネル
では、液晶層に印加される電圧が零となる休止位相期間
が、クロストーク低減の作用をするため、表示品質の低
下を伴なうことなく高分解能化を得ている。

すなわち走査電極３（４）と信号電極１（２）で構成さ
れる上（下）段マトリクス部の液晶層は、上（下）段選
択期間は電圧平均化法のＮ分割相当の駆動波形が印加さ
れるが、上（下）段選択期間以外は零ボルトであるので
クロストークに寄与しない。よってＮ分割相当の表示品
質を保証しつつ、上、下段合計して２Ｎ本の分解能を有
する液晶マトリクスパネルを得る。

休止位相駆動多段液晶マトリクスパネルはマトリクスパ
ターンが段に分割されているので段間の表示に関して以
下の欠点がある。

第１の欠点は股間の分離水平線が見えることである。第
１図のＦで示した段間を拡大した第２図（ａ）を用いて
説明する。３−（Ｎ−１）、３−Ｎは上段マトリクス部
の走査電極、４−１．４−２は下段マ）　１７２２部の
走査電極である。

５．６．７は走査電極間の約２０μｍ幅の間隙である。

６は段間の間隙であり膜中の間隙である５、７と区別さ
れる。膜中の間隙５（７）は信号電極１（２）のパター
ン化された透明導電体を有するが、間隙６はいかなる電
極をも有しない。

透明導電体の透過率は、８０％程度であるので。

透明導電体のある膜中の間隙と透明電極のない段間の間
隙は相違して見える。すなわち段間の間隙６が上段、下
段を分離する白い水平線として視認され表示品質が低下
する。

つぎの欠点は、段の隣接部で画素パターンが非対称にな
ることである。第２図（ｂ）の拡大図を用いて説明する
。１０．１２は上段マトリクス部の信号電極、１１．１
６は下段マトリクス部の信号電極である。

第２図（ｂ）（イ）は走査電極が形成された基板と信号
電極が形成されたもう一方の基板の重ね合わせずれ幅が
零の場合、第２図（ｂ）（ロ）はずれ幅がＩｌ＋の場合
である。重ね合わせずれ幅が零の場合は、上段マトリク
ス部の画素１４．下段マトリクス部の画素１５の画素幅
はともに１ｇであり、走査電極幅と一致する。また１４
．１５の画素間距離はｌ。であり上、下マトリクス部の
間隙幅と一致する。

一方１重ね合わせずれ量１１の場合には、上段マトリク
ス部の最下段画素１６と下段マトリクス部の最上段画素
１７の間隙幅は、ｌｏ＋Ｌと、他の部分の間隙幅ｌ。よ
り増加するので、その存在が上、下マトリクス部を分離
する水平線として強く視認され、表示品質が著しく低下
する。重ね合わせずれ量１１の値は走査電極間間隙ｌ。

０１０％以下であることが望ましい。

Ｉ！ｏとして一般的な値２０μｍを用いると、１１は２
μｍ以下である。工業的生産規模にて、重ね合わせ精度
２μｍ以下を得ることは非常に困難であり、パネル歩留
まり値を極めて低いものとしていた。

本発明は休止位相駆動多段マ）　ＩＪクスパネルの上記
欠点を除去した安価で表示品質の高いパネルを提供すべ
くなされたもので、以下に詳細を述べる。

説明を明確にするため、２段マトリクスパネルを中心に
述べる。本発明の実施例による電極パターンの平面図を
第３図に示す。第１図と同機能を有す構成要素は同記号
を用いる。ドツト数は第１図と同様にＭｘ２Ｎ個である
。第３図は、従来例の第１図の走査電極３−Ｎ、４−１
を接続し、かつ両走査電極の間隙も電極とした、段間走
査電極１８を設けたことを特徴とする。

第３図の部分Ｇを拡大して第４図に示す。段間走査電極
１８が従来の欠点をすべて除（。第１の欠点である役向
の走査電極間隙１９．２１の透過率と段間の間隙２０の
透過率の相違は以下の理由で均一化できる。段間の間隙
２０は段間走査電極１８の透明導電体が存在するので、
信号電極１．２の透明導電体が配設されている役向の間
隙１９．２１と透過率がほぼ等しくなり、第１の欠点が
除去される。

つぎに、重ね合わせずれに付随して生じる第２の欠点に
ついて述べる。本発明のパターンでは、上段マドＩＪク
ス部の最下端画素２２の下辺と下段マトリクス部の最上
端画素２６の上辺の距離は、信号電極１の下辺と信号電
極２の上辺間の距離のみで決まり、重ね合わせずれ量に
依存せず一定である。よって第２の欠点も除去された。

しかし、股間走査電極１８の導入は、あらたな不都合を
生じる。これは、第１表に示した駆動波形に従って液晶
層駆動を行なうと、上段マトリクス部の最下端画素群と
下段マ）　ＩＪクス部の最上段画素群は、それらの走査
電極として段間走査電極１８を共有しているので、第１
表の時刻ＮとＮ＋１に連続して走査電極選択電位が印加
され、他の画素に比較して実効値が増加するので、他の
画素と画素間るさが著しく相違する欠点が発生すること
である。

本発明は、上記不都合を以下のような駆動波形を考案す
ることにより解決した。第２表に本発明の各電極電位の
時間変化を示す。垂直帰線期間にはすべての電極に休止
電位Ｅを印加する。

まず上段マトリクス部の走査電極６−１〜３−（Ｎ−１
）について説明する。上段選択期間のそれぞれの選択時
刻に走査電極選択電位■を印加し、上段選択期間のそれ
ぞれの選択時刻以外は走査電極非選択電位Ｂを印加する
。

また下段選択期間の時刻Ｎ−１−１には、すべてに走査
電極選択電位■を印加する。その後の下段選択期間は走
査電極非選択電位Ｂを印加する。つぎに走査電極１８に
ついて説明する。

第２表 時刻ＮとＮ＋１に走査電極選択電位■を印加する。それ
以外の土（下）段選択期間は走査電極非選択電位Ｂを印
加する。

つぎに下段マトリクス部の走査電極４−２〜４〜Ｎにつ
いて説明する。上段選択期間中の時刻１〜Ｎ−１は走査
電極非選択電位Ｂをすべて印加する。時刻Ｎには走査電
極選択電位■をすべてに印加する。

下段選択期間は、各走査電極の選択時刻にそれぞれの走
査電極に走査電極選択電位■を、他の時刻には走査電極
非選択電位Ｂをそれぞれの走査電極に印加する。

つぎに上段マトリクス部の信号電極１−１〜１−Ｍへの
印加電位について説明する。上段選択期間は走査選択電
位に同期して、表示情報に依存して信号電極選択電位Ｃ
または信号電極非選択電位りを印加する。下段選択期間
中の、時刻Ｎ＋１に走査電極選択電位■を印加し、他の
期間は走査電極非選択電位Ｂを印加する。

つぎに下段マトリクス部の信号電極２−１〜２−Ｍへの
印加電位について説明する。上段選択期間中の時刻１〜
Ｎ−１は走査電極非選択電位Ｂを印加し、時刻Ｎは走査
電極選択電位のを印加する。下段選択期間中は、走査電
極選択電位■に同期して、表示情報に依存して信号電極
選択電位Ｃまたは信号電極非選択電位りを印加する。

最後に、以上のように各電位を走査電極と信号電極に印
加した場合の、液晶層への印加電圧を第２表の下端の液
晶電圧の項に示す。第２表でＨは（走査電極選択電位■
−信号電極選択電位Ｃ）または（走査電極選択電位■−
信号電極非選択電位Ｄ）を示す。また■は（走査電極選
択電位Ｂ　−信号電極選択電位Ｃ）または（走査電、極
非選択電位Ｂ−信号電極非選択軍位Ｄ）である。

上段マ）　ＩＪクス部の代表面素として走査電極６−１
と信号電極１−１の交点画素を取り上げる。

当画素の液晶層の両端電圧は時刻１はＨ１時刻２〜Ｎは
Ｉ、下段選択期間および垂直帰線期間は零ボルトである
。下段マトリクス部の代表面素として走査電極４−２と
信号電極２−１の交点画素を取り上げる。この画素の液
晶層の両端電圧は、垂直帰線期間および上段選択期間は
零ボルト、下段選択期間の時刻Ｎ＋１および時刻Ｎ＋３
〜２ＮはＩ１時刻Ｎ＋２はＨである。

すなわち上（下）段マトリクス部の画素は上（下）段選
択期間のみ電圧が印加され、下（上）段選択期間および
垂直帰線期間は零ボルトである。

第２表の特徴は、上（下）段マトリクス部が選択期間に
ある特上（下）段マｌ−ＩＪクス部の走査電極と上（下
）段マ）　ＩＪクス部の信号電極には電圧平均化法に従
って電位を印加し、また上（下）段マトリクス部が非選
択期間中は、上（下）段マトリクス部の走査電極と信号
電極には、段間走査電極選択時は走査電極選択信号を、
段間走査電極非選択時は走査電極非選択信号を印加する
ことである。

上（下）段選択時以外の期間は上（下）段マトリクス部
の液晶層への印加電圧を零ボルトに保つことにより、電
圧平均化法Ｎ分割駆動相当の表示品質を保証して、１駆
動分割数の２倍の２Ｎ本の走査線を有する高分解能マト
リクスパネルを得る。

つぎに段数かに段の多段マ）　ＩＪクスパネルの駆動方
法を述べる。第１段から順に第に段まで走査するとする
。垂直帰線期間は全段の走査電極と信号電極に休止電位
を印加する。

第１段の走査電極と信号電極の印加電位を述べる。第１
段が選択期間の場合は、電圧平均化法に従って電位を印
加する。第１段が非選択期間中は、パネル中のいずれか
の股間走査電極の選択時は、第１段の走査電極と信号電
極の両電極にともに走査電極選択電位を、パネル中の段
間走査電極が非選択時は、走査電極非選択電位を印加す
る。

最後に走査電極選択電位■、走査電極非選択電位Ｂ、信
号電極選択電位Ｃ１信号電極非選択電位Ｄ、休止電位Ｅ
の波形を述べる。各波形を第５図に示す。

第５図の横軸は時間であり、１本の走査線の選択時間で
ある。液晶印加電圧を交流化するため、選択時間の半分
の時間で電圧を折り返す。第５図のａは Ｊ〒−１−４ａ／（ａ２−２ａ十Ｎ）　−・”（１１を
最大にする値である。（１］式でＮは各段の走査電極数
である。第５図に示した電圧■。は液晶の閾値電圧をｖ
ｔｈとしたとき を満足する値である。（２）式でＬはある走査電極が選
択されてから再度選択されるまでの時間と１本の走査電
極が選択されている時間の比である。休止電位Ｅは任意
の波形でよいが、低消費電力を保証するため直流が望ま
しく、回路を簡単にするため第６図の鳩または零ボルト
がよい。

なお１本発明は１本の信号電極を複数電極にして、等制
約に走査線数を増加する、いわゆる多重マトリクス方式
においても有効である。

以上述べたように１本発明は段間の見栄えが良好な高品
質表示で、製造歩留まりが高く安価な液晶表示装置を提
供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の実施例の平面図。 第２図は従来の実施例の重ね合わせずれを示す拡大平面
図。 第３図は本発明の実施例の平面図。 第４図は本発明の実施例の拡大平面図。 第５図は本発明の印加電圧波形図である。 １・・・・・・上段信号電極。 ２・・・・・・下段信号電極、 ６・・・・・・上段走査電極。 ４・・・・・・下段走査電極、 １８・・・・・・段間走査電極。 噂　（ｏ　ｋ 第５図 ■　Ｂ　ＣＤ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　複数にグループ化された走査電極を内面に形成
   しへ基板と、該走査電極とほぼ直交した複数にグループ
   化された信号電極を内面に形成した基板を、内面を対向
   させて配置し、該２枚の基板間に液晶を配設し、複数の
   グループ化された多段マトリクス部を形成し、多段マト
   リクス部を順次選択期間とし、該段マトリクス部が選択
   期間中に該段マ）　ＩＪクス部を構成する走査電極を順
   次選択し、選択された走査電極には走査電極選択電位を
   印加し、非選択の走査電極には走査電極非選択電位を印
   加し、該選択期間中のマトリクス部の信号電極には１表
   示情報に依存して信号電極選択電位または信号電極非選
   択電位を印加し、該段マ）　ＩＪクス部が非選択期間に
   は、該走査電極および該信号電極にはともに同電位を印
   加する休止位相駆動多段液晶マトリクスパネルにおいて
   、となり合う２段のマトリクス部の隣接する端部の走査
   電極を接続し、接続された２本の走査電極間の間隙も電
   極として１本化した段間走査電極を形成し、選択期間中
   の該段マトリクス部内の選択された走査電極には走査電
   極選択電位を印加し、非選択の走査電極には走査電極非
   選択電位を印加し、該選択期間中のマ）　ＩＪクス部の
   信号電極には、表示情報に依存して信号電極選択電位ま
   たは信号電極非選択電位を印加し、該段マトリクス部が
   非選択期間中は、該段マトリクス部の走査電極と信号電
   極にはともに、パネル中のいずれかの段間走査電極の選
   択時は、走査電極選択電位を印加し、パネル中の段間走
   査電極が非選択時は、走査電極非選択電位を印加し、垂
   直帰線期間中はパネル中の全走査電極および全信号電極
   に休止電位を印加することを特徴とする液晶表示装置。
2. （２）段数が２であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の液晶表示装置。