JPS6190197A - マトリツクス型液晶表示装置の駆動方法 - 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） 本発明はマトリックス型液晶表示装置の駆動力法に係り
、特にいわゆる電圧平均化法を用いたマトリックス型液
晶表示装置の駆動方法に関する。

（従来の技術） マトリックス型液晶表示装置の駆動方法として液晶の電
気光学効果が、印加電圧の実効値に依存する特性を利用
した電圧平均化法が広く用いられている。この電圧平均
化法は、複数の行電極に時間的に異なる電位をとる駆動
信号を与えて該行゛屯極を順次走査するとともに、複数
の列電極に時間的に異なる電位をとる駆動信号を５、え
て文字１図形等を表示せしめるものであるが、液晶の特
性上行電極と列電極の駆動時に駆動信号の直流成分が残
存してはならないため、上記の手１噴に加えて一定の周
期で駆動信号の極性反転を行なう０通常、この極性反転
の周期に２種類の周期が用いられる。

１つの方法は、第２図に各信号波形を示すように、全て
の行電極の１回の走査を終了した後に、行電極駆動信号
Ｖｃと列電極駆動信号Ｖｓの極性を極性切換信号ＤＰＩ
により反転させる方法であり、この走査周期を「ｌフレ
ーム」と呼、−一ことにすれば、？フレームで液晶の行
電極と列電極との間の直流電圧分を相殺する方法である
。以後この方法を「２フレーム内交流化方法」と称する
。

他の方法は１行電極の走査の際１個の行電極を選択して
いる間に等しく極性反転の周期を設定する方法であり、
１個の行電極の選択時間内に駆動信号の極性を反転させ
直流成分を打ち消してしまう方法である。以下この方法
を「１フレーム内交流化力法」と名付ける。

一般に、マトリックス型液晶表示装置は行電極と列電極
との交点での各画素の容ＪＣと透明電極の抵抗Ｒとによ
り等価的にＣＲ回路網を形成するので、表示パネルが大
型化し、画素数か多くなりその容量Ｃが大きくなり、か
つ透明電極の長さが長くなり、その抵抗Ｒの値が大きく
なるにつれ、駆動信号の周波数成分の低い２フレーム内
交流化方法が、前記ＲＣ回路網の時定数との関係で有利
であるので、広く用いられるようになってきた。

しかるに、液晶の一般的性質として、非選択状態又は半
選択状態から選択状態に移行させるために対向する両電
極に印加を要するしきい値電圧は、駆動周波数が低下す
るに従って低下するという特性がある。従って、２フレ
ーム内交流化方法を用いた場合には、マトリックス型液
晶表示装置の表示パターンによっては駆動信号の周波数
成分の低周波のスペクトル成分が強く、該低周波数成分
のスペクトル電圧が上記しきい値電圧を越えて当該画素
を点燈させ表示ムラが発生する場合がある。即ち、表示
パターンが隣り合う行電極毎に点燈状態と鍼燈状態をと
るような、列電極方向に点滅状態の密度が高い表示状態
の場合には列電極駆動信号の空間周波数が高くなり、駆
動信号の周波数成分が高いので該列電極の非選択又は半
選択状態のある画素の電極間に印加される電圧がしきい
値電圧を越えることはないが、列電極の全画素が点燈状
態又は全画素が減燈状君にあるような空間周波数が低い
場合には列電極駆動信号の周波数成分が極めて低くなり
、従って該列電極の画素の電極間に印加される電圧がし
きい値電圧を越えて該画素が点燈状！魚となり、縦方向
に薄く線を引いたような表示ムラが発生する場合がある
のである。

この表示ムラを解消するために、例えば昭和５８年１１
月１７日の井手野等によるテレビジョン学会技術報告（
ＥＤ７４３　　ＩＰＤ８２−４）に見られるように、第
３図に示すように極性切換信号ＤＦ２の周波数を高くす
るような方法が報告されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしなから、上記の井手野他の方法では、駆動信号の
実効的な下限の周波数成分が高くなるため、上述の表示
ムラは解消するか、他力駆動信号の高周波成分が増加す
るため、上述したＣＲ回路網の積分効果により、第４図
の表示パ２、ル面の図に点描を施した部分８に示す様な
新たな表示ムラが発生してしまう欠点を有している。即
ち、例えば第４図、斜線部７で示す様な表示パターンで
ある場合に、列電極方向に点燈状態（選択状態）となっ
ている画素が多い場合には、当該列電極の非点燈状態（
非選択状態又は半選択状態）にあるべき画素が点燈状態
に近い状態となり、図の点描部８のように濃くなってし
まう現象か現われてしまうのである。

これは次の様な理由による。即ち１通常列電極に比べて
行゛毛極の方が長さが長く、そのため行電極駆動信号に
負荷されるインピーダンスはタリ電極駆動信号の負荷イ
ンピータンスに対して犬きくなる。従って、第５図、第
７図にその波形図を示すように極性切換信号が反転する
と同時に行電極駆動信号Ｖｃ、列電極駆動信号Ｖｓも反
転するが、その際行電極駆動信号Ｖｃの力が列電極駆動
信号ｖＳに比して立上り時間に遅れが発生してしまう。

この場合にある画素に看目して駆動信号の極性が反転す
る際の該画素に印加される電圧を考えてみると、該画素
の属する行゛毛極が非選択状態で該画素の属する列′電
極が逍択状態である場合には、つまり該列電極の他の画
素が点燈状態の場合には、各電極の駆動信号Ｖｃ、Ｖｓ
の電位は、第５図に示すように、通常列電極駆動信号Ｖ
ｓの電位の方が打電８！駆動信号ＶＣの電位より多きく
なり、この行電極と列電極との電位差が該画素の駆動電
圧として印加され、この電圧の実効値に従って該画素の
駆動表示が行われる。この際行電極駆動信号ＶＣの波形
に前述した立上りの遅れが存在すると、第５図で斜線を
施した部分の電位差だけ・ｌｊ該一画素余分な電圧が印
加されることとなり、前記列電極駆動信号と行電極駆動
信号との電位差に加えてこの余剰電圧が付加されること
により該画素に印加される実効電圧がしきい値電圧を越
えてしまい、第４図に示す表示ムラが発生するのである
。この場合極性切換信号の周波数が低ければ上記余剰電
圧分が当該画素の表示に及ぼす影響は小さいが、極性切
換信号の周波数が高くなるととも１こ、■フレーム周期
内の極性切替回数も多くなり、駆動信号の周波数成分も
高くなるため、上記剰余゛電圧の影響が大さくなり、該
画素が点燈状態に近い状態となり表示ムラが現われてし
まうのである。例えば、第６図に示すように、極性切換
信号ＤＦが１フレーム駆動間に行電極駆動信号０列電極
駆動信号を極性を５度反転させ、行電極駆動信号”ｌ／
　Ｃ。

列電極駆動信号ｖＳが図示の様な波形をしていると仮定
すれば、被駆動画素の両端に印加される駆動信号Ｖｓ−
Ｖｃには行電極駆動信号Ｖｃの波形なまりに起因する図
示の様なヒゲが発生してしまい、図で斜線を施した分の
電圧分だけ該画素に余計に電圧が印加され、この余剰電
圧が表示ムラの原因となるのである。

なお、該画素の属する行′這極が非選択状態で該画素の
属する列電極が非選択状態のときは、各電極の駆動信号
Ｖｃ、Ｖｓの電位は、第７図に示すように、通常行電極
駆動信号Ｖｃの電位の力か列電極駆動信号Ｖｓの電位よ
り大きくなり、この場合には、第７図の斜線を施した部
分の差だけ、該画素に本来加えられるべき実効電圧より
小さい実効電圧が印加されることになる。従って、非点
燈状態にある画素の属する列電極か点燈状態にある時間
が長ければ長い程、かつ、極性切換信号の周波数が高け
れば高い程、更にＣＲの時定数が大きければ大きい程、
該非点燈状態にある画素に印加される実効電圧は人きく
なり、第４図に示す様な表示ムラが発生してしまうので
ある。

未発明はこの様な従来のマトリックス型液晶表示装置の
駆動方法の欠点を解消するためにな□されたもので、上
述の程々の原因による表示ムラを解消したマトリックス
型液晶表示装置の駆動力法を提供することを目的とする
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は複数の行電極に時間的に異なる電位をとる駆動
信号を与えて該行電極を順次走査するとともに、複数の
列電極に時間的に異なる電位をとる駆動信号を与え、か
つ該行電極と列電極の駆動信号の極性を所定の周期で反
転させながらマトリックス型液晶表示装置を駆動するマ
トリックス型液晶表示装置の駆動方法において、前記行
電極の駆動信号のとる中間電位と該中間電位に最も近い
値の電源゛電位との差が、１１ｊ記列電極の駆動信号の
とる中間電位と該中間電位に最も近い値の行電極の駆動
信号のとる中間電位との差よりも小さいことを特徴とす
るマトリックス型液晶表示装置の駆動力法である。

（作用） 第８１４に本発明のマトリックス型液晶表示装置の駆動
方法の駆動信号波形の一例を示す９図の駆動信号波形に
おいて、行電極駆動信号Ｖｃはある行電極の選択時に２
つの電源電位ｖＤＤ。

ＶＥＥのうちいずれか一方の電源電位を取るか、他の非
選択時には両電源電位の中間電位を取る。図示の例では
、選択時には電源電位ＶＥＥ。

非選択時には中間電位Ｖ　１．　Ｖ　４をとる。この電
源電位■ＤＤ、ｖＥＥト中間電位Ｖｌ、Ｖ４（７）差を
電圧ＶＨとする。

列電極駆動信号ｖＳは、該列電極中のある画素が点燈状
態をとる場合には、電源電位ＶＤＤ又はＶＥＥをとり、
該列電極の全ての画素が点燈状態にないときは、行電極
駆動信号の取る中間電位Ｖｌ、（Ｖ４）より小さな（大
きな）中間電位Ｖ７．（Ｖ３）を取る。この行電極駆動
信号の取る中間電位と列電極駆動信号の取る中間電位の
差ｖｌ〜■７．■３〜■４を′電圧ｖＬとする。

以上の様な電位関係において、本発明のマトリックス型
液晶表示装置の駆動フＪ法では、電圧ＶＨとｖＬの比を
、本来の電圧平均化法における１ＭｌからＸ対１（〇七
ｘ＜１）に変えることを精機とするのである。即ち、電
圧ｖＨを電圧ＶＬに比して小さくすることにより、ある
列電極中に点燈状態の画素がある場合の極性ＦＡ替時の
第５図に示す駆動信号波形において列電極駆動信号Ｖｓ
の電位と行電極駆動信号Ｖｃの電位との差が小さくなり
、行電極駆動信号の立上り遅れによる余剰電圧がつけ加
わっても、チ該列電極上の非点燈状態にある画素に印加
される実効電圧がしきい値電圧に接近せず、表示ムラか
発生することがない。

このことを第７図に示した駆動信号波形と同様な駆動信
号波形で示せば、第９図に示すように、第７図の駆動信
号波形に比べ行電極駆動信号Ｖｃ、列電極駆動信号Ｖｓ
の各々の中間電位は夫々電源電位に接近し、ある画素の
属する行電極が非選択状態で、該画素の属する列電極か
選択状態である場合（第９図の各フレームの走査開始直
後の状態がそうである）には、行電極駆動信号と列電極
駆動信号との電位差が第６図の従来例に比べて小さくな
っている。このため、こ行電極駆動信号のτ上り〃れに
よる余剰電圧かそのままであったとしても、′５該画素
に印加される実効電圧が従来例に比して減少し表示ムチ
の発生が防旧されるのである。

極性切換信号の周波数は、通常の１フレーム内交流化方
法あるいは２フレーム内交流化方法と同一の周波数であ
っても良いし、前述の井手野他の方法と同様に１フレー
ム内交流化力法と２フレーム内交流化方法の中間の周波
数に設定しても良い。この際１フレーム内交流化方法と
２フレーム内交流化方法の中間の周波数に設定した場合
に、行電極数と極性切換信号の周波数の関係によっては
駆動信号の直流成分が残留してしまう場合が発生するが
、この場合には前述の井手野他の論文と同様な方法で除
去すれば良い。即ち、極性切換信号が２個の行電極毎に
行電極と列電極の駆動信号の極性を反転させるものとし
、この文と行電極のａｍとの最小公倍数をＭとして、２
個の行電極毎に極性を反転させる第１の極性切換信号の
他にＭＸＮ　（Ｎは自然数）個の行電極を走査する間に
奇数回反転する他の極性切換信号に従って極性を更に反
転させれば良い。この方法の詳細については前述の井Ｐ
野他の論文を参照せよ。

なお、本発明のマトリックス型液晶表示装置の駆動方法
の効果は、極性切換信号の周波数を比較的高くした場合
の方が顕著である。

（実施例） 第１図は本発明のマトリックス型液晶表示装置の駆動方
法を実施する回路構成を示すブロックＩ４である。図に
おいて、マトリックス型液晶表示装置３の行電極には行
電極駆動回路２か、列電極には列電極駆動回路４が接続
され、それぞれ行電極駆動信号Ｖｃ、列電極駆動信号Ｖ
ｓを該マトリックス型液晶表示装置３に印加する。行電
極駆動回路２には、シフトレジスタｌが、列電極駆動回
路４にはラッチ、回路５を介してシフトレジスタ６がそ
れぞれビットパラレルに接続されている。シフトレジス
タ１にはフレームの走査を開始する走査開始同期信号Ｆ
Ｒか、行電極駆動回路２１列電極駆動回路４には極性切
換信号ＤＦかそれぞれ入力する。また。

ラッチ回路５とシフトレンスフｌには１行分の、′トデ
ータをラッチするラインデークラッチ信号ＬＯか人力１
〜．シフトレンスフ６には、表示キータを１データ毎に
転送するデータ転送信号ＣＰと表示データ信号りか人力
する。

２つの値の電源電位ＶＤＤとＶＥＥは、各２本の抵抗器
Ｒ，，Ｒうと抵抗器Ｒ３により分圧され、＋中間電位ｖ
１．■７．ｖ３．Ｖ４が設定され、中間電位Ｖ、、Ｖ４
は行電極駆動′回路２に、中間電位Ｖ２．■３は列電極
駆動回路４に虞給される。

工実施例においては、各表示データ６号りはデータ転送
信号ＣＰのよりビットシリアルにシフトレンスフ６に人
力されラインデータラッチ１０号ＬＯによりラッチ回路
５にラッチされる。

このようにラッチされた１９４７分のデータ信％Ｄか列
電極駆動回路４に取り込まれ、該列電極駆動回路４より
、電源電位ｖＯｏ、　ＶＥＥ　　と中間電位ｖ２．Ｖ３
と極性切換信号ＤＦにより、撰択電圧、非選択電圧を発
生しマトリックス型液晶表示装置３の列電極に供給され
る。

行電極側では、走査開始同期信号ＦＲかシフトレンスフ
１に入力し、■フレームの分のヒツトパラレルな信号に
変換され、行電極駆動回路２で電源電位ｖＤｎ、　ＶＥ
Ｅと中間電位ｖ、。

ｖ４により行電極駆動回路Ｖｃか作成されマトリックス
型液晶表示装置３の行電極に印加される。

この際、第８図に前述した行電極駆動信号のとる中間電
位と該中間電位に最も近い値の電源電位との差ＶＨが列
電極駆動信号のとる中間電位と該中間電位に最も近い値
の行電極駆動信号のとる中間電位との差ＶＬより小さく
なるように抵抗器Ｒ，，Ｒ，，Ｒ３の値を設定する。

例えば、　８４０Ｘ　２００画素のマトリックス型液晶
表示装置を　１／１００デユーテイ、極性切換信号の周
波数を２フレーム内交流化方法の場合の５０倍、ｌフレ
ーム内交流化方法の場合の１７４に設定して駆動した場
合には、前述の電圧ＶＨとＶＬの比を３対４に設定した
場合に最適の表示画面が得られた。

このようにして空間周波数の低い列電極に液晶のしきい
値電圧の低下による表示ムラが発生しないように極性切
換信号ＤＦの周波数を高くして、行電極駆動回路の立上
がりの遅延による表示ムラか発生しないように抵抗器Ｒ
，の値を小さくすることにより、表示ムラのない表示が
１丁能となる。

（発明の効果） 本発明のマトリックス型液晶表示装置の駆動力法におい
ては、行電極駆動信号のとる中間電位と該中間′電位に
最も近い値の電源電位との差力−列電極駆動信号のとる
中間電位と該中間電位に最も近い値の行電極駆動回路の
とる中間電位との差よりも小さくしたので、マトリック
ス型液晶表示装置の透明電極の抵抗と液晶の８噺による
ＲＣ負荷による行電極駆動信号の波形の歪みの影響を除
去し、極性切換信号の周波数を高く設定するｆ−法とも
相まって、表示ムラをほぼ完全に除去した均一な美しい
マトリックス型液晶表示装置による表示画面が得られる
ものである。このため大型のハイデユー子イマ１リック
ス型液晶表示装置に適用しても電気回路の操作のみによ
り、高品質の表示画像が得られ、コスト的にも極めて低
廉なマトリックス型液晶表示装置の駆動力法か実現でき
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の１実施例の回路構成を示プコック図、
第２１．！！ｌＩは従来の２フレ一ム内文流化力法によ
る駆動信号波形図、第３図は極性ｖＪ換恰弓として周波
数の高い極性切換信号を用いた２フレーム内交流化力法
の駆動信号波形図、第４図は極性切換信号として周波数
の高い極性切換信号を用いた場合に生じる大小ムラを示
す図、第５図、第７図は表示ムラの発生原理を示す駆動
信号波形図、第６１Ｗは従来のマトリフクスへ＋１液晶
表示装置の駆動力法の駆動信号の波形例とその際にマト
リックス型液晶表示装置の画素に印加される電圧を示す
図、第８図は本発明のマトリックス型液晶表示装置の駆
動方法の駆動信号波形の１例を示す波形図、第９図は本
発明のマトリックス型液晶表示装置の駆動方法の駆動信
号波形と該駆動信号で駆動される画素に印加される電圧
波形の一例を示す図である。 １．６・・・・シフトレジスタ、２・・・・行電極駆動
回路、３・・・・マトリックス型液晶表示装置、４・・
・・夕１ｊ電極駆動回路、５・・・・ラッチ回路、ＤＦ
、ＤＦ、、ＤＦ、・・・・極性切替１５号、ｖｃ・・・
・行電極駆動信号、■ｓ・・・・列電極駆動１ｄ号 以　　上 第　１　図 第　２　図 第３図　、 第　４　図 第　８　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の行電極に時間的に異なる電位をとる駆動信号
   を与えて該行電極を順次走査するとともに、複数の列電
   極に時間的に異なる電位をとる駆動信号を与え、かつ該
   行電極と列電極の駆動信号の極性を所定の周期で反転さ
   せながらマトリックス型液晶表示装置を駆動するマトリ
   ックス型液晶表示装置の駆動方法において、前記行電極
   の駆動信号のとる中間電位と該中間電位に最も近い値の
   電源電位との差が、前記列電極の駆動信号のとる中間電
   位と該中間電位に最も近い値の行電極の駆動信号のとる
   中間電位との差よりも小さいことを特徴とするマトリッ
   クス型液晶表示装置の駆動力法。 ２、行電極と列電極の駆動信号の極性を反転させる周期
   は、行電極の１回の走査に要する時間の２倍に等しいか
   又は該時間の２倍よりも短く、かつ該行電極の走査にお
   いて１個の行電極を選択している時間に等しいか又は該
   時間よりも長い特許請求の範囲第１項記載のマトリック
   ス型液晶表示装置の駆動方法。