JPS60222825A - 液晶マトリクス表示パネルの駆動方法 - 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トリクス表示パネル
が多く用いられるようになり、該パネルの高密度表示化
の要求が強（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５６−４４４３８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ＩＨと略記す
る）に１回液晶への印加電圧を反転するいわゆる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。

図におし・では液晶マド１，１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、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
。人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、第１
図のｔ、で示すタイミングに現れる選択波形がＩ　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
を強く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、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
、第２図（イ）はＹ軸に属する液晶の各ドントの表示パ
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熱の場合である。

現在、表示端末用液晶マ）　ＩＪ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、パネルが急速に高密
度化され１／　］、　ＯＯｄｕｔｙで駆動される６４０
Ｘ２００ドツト構成のよ５なパネルにおいては、非常に
困った問題が生じている。それは第２図の（イ）の波形
と（ロ）の波形で明らかに印加される電圧の実効値が異
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の波形なまりに
よる印加電圧実効値の減少が顕著であるのに対し、（ロ
）の場合は列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、
５Ｅ０２〜４０列は黒白の変化数が多いため薄く、５Ｅ
ＧＩ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［７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、［ＳＩＤ　Ｊａ
ｐａｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ　’８３−Ｔｈｅ　３ｒｄＩｎ
ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ　Ｒｅ５ｅａ
ｒｃｈＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　Ｐｏ５ｔ−Ｄｅａｄｌｉ
ｎｅ　ＰａｐｅｒｓＰＤ５　ｊがある。

この提案では複数の水平走査期毎に液晶への印加電圧の
極性反転を行なうことにより、複数フレームの期間の平
均値として液晶印加実効電圧の表示パターン依存性を取
り除こうというもので、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。

しかしながら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ことと、平均化のために必要な時間
がやや長すぎる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なう。

〔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、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４．１−
１、ｄｕｔｙ５０％と１−ることで液晶への印加電界極
性反転を２日毎に行なっている。さらに周期４　Ｈの交
流化信号には位相を］　ｌ−］ずつずらすと４通りの位
相状態が存在するが、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。

〔発明の実施例〕 以下、図面に基づいて本発明の説明を行なう。

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
軸電極線￥１〜Ｙ　ｅ４ｎ　どＸ軸電極線Ｘ１〜Ｘ１ｏ
ｏとによって上画面、Ｙ軸電極線￥１〜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１／１０
０ｄｕｔｙ、６４０Ｘ２００ドツト表示を行なう。

４．６はそれぞれＹ細電極線（’１＋〜Ｙ６４０　）、
（Ｙ＋　〜Ｙ６４０　）を駆動するセグメントドライノ
（，８，１０はそれぞれＸ軸重極線（Ｘ１〜Ｘ、。Ｏ）
、（Ｘ＋　〜Ｘ’＋ｏｏ　）を駆動するコモンドライノ
（，１２はマイクロコンビー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
４．６へ駆動のた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からは上画面用表示データＤＡＴＡＩ
、子画面用表示データＤＡＴＡ　２が送出され、該デー
タはクロックツくルスＣＰによってセグメントドライバ
４．６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ノ（
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１．、　ＯＡ　Ｄ信号が出力
され、該信号によってＤＡＴＡ信号はセグメントドライ
ノく内のメモリに記憶される。セグメントドライノくは
記憶されたデータに基づいて出力端子０．〜０６４ｏか
ら液晶駆動信号を出力する。クロック６４０発分の時間
１なわちＬＯＡＤ信号の周期が１水平走査期間１１−１
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ＦＲＡＭＥ信号を与えられ該信号
なＬＯＡＤ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ＯＩ〜０１００に順次選択波形が現れ表示
パネルのＸ軸重極線Ｘ、〜Ｘ１ｏｏ、Ｘ１〜Ｘ、。ｏを
順次選択する。Ｌ　ＯＡ　Ｄ信号が１００発出力されＸ
軸重極線の選択が一巡する期間が１フレームである。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、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迄に変化するとＡ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４８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φ０・　φｌ　・　φ２・　φ
３に示すように互し・に１　［−１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に示すよう知、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図には同一の位相状
態が持続する「所定の時間」を１フレームとした例であ
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
をここでは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Ｃ０Ｍ１〜３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
ｔ、ｃｏを示した図で、液晶表示パネルのＹ軸上の表示
パターンが１００１（１：黒、０：白）の繰り返しであ
った場合の例である。ＶＬＣＤ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・＼の印加電圧の実効値の差となって表示の
４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１２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４　Ｈであるから連結する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
位相を等しい時間ずつ選択していくから、各位相におけ
る液晶印加波形の状態変化数の和が等しげれば印加電圧
の実効価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１１００．０１１０．００　］、　］において交
流化信号の位相間で、液晶印加波形の状態変化数に、補
正効果が生じていることである。

このような１補正効果は本方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３１−１毎に極性反
転させた場合を第１．０図に示す。３１１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７１１１１１１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０１０１０１０時は１２回と倍になっ
てしまっている。すなわち３Ｉ］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、未だ液晶印加電圧実効値の
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ＳＩＤ　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、行数が８で交流化信号の周期が６Ｈとしたため、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４で割り切れてし
まうため、周期的に交流化信号を反転しても、２通りの
位相状態しか現れフ工いことになる。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。すると第９図から明らかなように表
示パターン１１００．０１１０．００１１．１００１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パターンを表示した時は表
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で割切れる行数で構成されることが多いため
前記資料の方式では表示むらを完全に除去することは困
難である。

又前記資料の方式では平均化のために６フレームを要し
でいる。これは約１００ｍ５ｅｃに相当し応答性の速い
液晶物質を用いた場合は問題となる。

一方、本方式においては位相状態を選択するように構成
されているため、平均化のための必要時間は自由に選べ
る。本実施例においては４フレームで平均化する場合の
波形を示したが、この方式で実用」二の問題は生じない
。

なお１　／　］、　ＯＯｄｕｔｙ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、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
晶パネル及び駆動回路の消費電力は増加する。そのため
第４図Ｈに示した電源回路は第１１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１μＦ以上のコンデンサ
ーを設ける必要がある。

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、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
ら比較的容易に作り出すことが出来る。第１２図はその
結線具合を示した図で、交流化信号作成回路１８の出力
ＭＯＵＴが交流化信号である。なお、１１６は第４図の
ブロック１６と１４を合せたＬＣＤモジ−−ルブｏツク
である。

第１３図は交流化信号作成回路の実施例回路図で第１４
図は該回路のタイミングチャートである。

第１３図において直列接続されたフリップフロップ６０
．６２（以下、ＦＦと略記する）がＬＯＡＤ信号を１／
４分周して、本発明による交流化信号周期である周期４
　Ｈの信号をつくるための回路で、他の部分は該信号の
４つの位相状態をつくり出すだめの回路である。

ＦＦ６４．６６は交流化信号が同一の位相状態を持続す
る期間を決定するための信号を作成する回路部で、ＦＲ
ＡＭＥ信号をＬＯＡＤ信号で読み１／２Ｆ信号を作成し
ている。１／２Ｆ信号の半周期の間交流化信号は同一位
相状態を持続する。

１／２Ｆ信号はＢ波形における交流化信号と同じ信号で
ある。従ってＢ波形用の交流化信号が得られる場合はＦ
Ｆ３４．３６は省略することが可能である。１／２Ｆ信
号はインバータ６８．４０抵抗Ｒ，、Ｒ２コンデンサー
Ｃ１、Ｃ２からなる遅延回路で遅延され、その結果ＦＤ
、ＦＤＤ信号が得られる。ＦＤ、ＦＤＤ信号からｅｘｃ
ｌｕｓｉｖｅ−ＯＲ（以下ｅｘ−ＯＲと略記する）ゲー
ト４２がＦ２Ｒ信号をつくる。該信号がＦ’　Ｆ　３２
のリセット信号である。Ｆ２Ｒ信号と１／２Ｆ信号とか
ら、インバータ４４．４６、ゲート４８．５０によって
、ＦＩＲ信号とＦ　ｉ　Ｓ信号とが作られる。ＦＩＲ信
号がＦＦ３［］をリセットする信号、ＦＩＳ信号が該Ｆ
Ｆをセットする信号である。

第６図に示したφ。〜φ３信号のうちφ２、φ３信号は
それぞれφ１、φ２信号の反転信号である。従ってφ１
、φ２信号を作成した後反転すればφ２、φ３信号が得
られる。Ｆ２信号には１フレーム毎にφ。信号の位相状
態とφ１信号の位相状態とが現れる。第１４図のタイミ
ングチャートに示すように、第４Ｎフレームにφ。の位
相が現出すると第４Ｎ＋１フレームのはじめでＦＦ６０
がセントされＦ１信号がＨとなる。そのためＦ　Ｆ　３
　Ｑ、６１で構成するカウンタの値が１進められたこと
と等価となり、Ｆ２（菖号は］、　ＩＩ分位相が進む。

第４Ｎ＋１フレームにおけるＦ２信号の位相は第６図φ
１信号に等しい。第４Ｎ＋２フレームのはじめてＦＦ３
ＱがリセットされＦ１信号がＬとなる。

この時ＦＦ３２も同時にリセットされるためＦ２信号は
Ｌを保つ。このためＦＦ３［］、６１で構成するカウン
タの値が１遅らせられたことと等価となりＦ２信号はＩ
Ｈ分位相が遅れφ。信号の位相状態となる。同様にして
第４Ｎ＋３フレームにおいてはφ１信号の位相状態とな
る。Ｆ２信号を２フレーム毎に反転すれば正転の２フレ
ームでφ０、φ１信号の位相状態が得られ、反転の２フ
レームでφ。、φ、倍信号反転した位相状態すなわちφ
３、φ４信号の位相状態が得られろ。従ってＦ２信号と
１／４Ｆ信号なｅｘ−ＯＲゲート５２に入力すればφ。

〜φ３の位相状態が順次状れるＭ信号が得られる。Ｍ信
号が本発明によるＣ波形の交流化信号である。

なおφ。〜φ３の位相状態を現出させる順番は種々の組
合せがあり得る。

このように本発明による駆動方式は、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、従来の駆動方式を説明する図で、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、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、第４図を説明するための波形図。 第６．７．８．９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、本発明による駆動方式を実
現するための要部回路図。 第１４図は第１３図の回路のタイミングチャート図。 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 （イ） 第３図 ロロロロロ 第５図 （ロ） （イ） Ｈ 第６図 第８図 Ｍ　□ 第９図 ＋　ｏｏｏ−口−−−ユ　−ロー　ｍ ０１００ユーゴ　−ロー　Ｊ７−　−丁し１１ｏｏ」工
ｆｌ　−Ｔｈ ｏｏｉｏ−一げ　ユ「−一」ユ　−ロー１ｏ１ｏ」−Ｌ
　−ｆｌｌ−「　−■−０１１０″″″ＬｒＬｒ−ｒ″
″Ｌｒ′１−１１１ｏ−ロー　−口］　−口−　ニー」
０ＯＯ１−■「　１−」　−丁し　」−１＋ｏｏ１ｊｌ
Ｊ１　ユｆ」 ０１０１ユ」−−日一　ｆＬ　−ロー １、。１−ロー　−ロー　ｆｆｉ　ユ丁−００１１ユ丁
」　」上ユ １ｏ１１」−１−丁Ｌ　ｕ　７ ０１１１ユ、、ｒ　””ｍＪ　Ｊ刊−−一側１１１１−
口、ｆｌ　−■Ｊ　−■− 第１０図 １７１１１１−−ｆ−１−下−］−」−一し一０１０１
０１］丁−ｕ−ニーｆＬＪｍ ００１１００−ｌ「ＬＪ　−−−］」　］」−一−ｏｏ
ｏ１１＋　−ｌｆ］」ｌ−丁ト」 第１２　囚 第１１囚 第１３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数体のＸ細電極線と、該Ｘ細電極線と交差する複数本
   のＹ細電極線と、前記Ｘ細電極線と前記Ｙ細電極線とに
   よって狭まれる液晶とを有する液晶表示パネルを用い、
   前記Ｘ細電極と前記Ｙ細電極とを選択して所要の液晶に
   電界を印加し情報を表示させ、該電界の極性を所定の周
   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、電界の極性反転
   は交流化信号によって制御され、該交流化信号は４水平
   走査期間を１周期とし２−水平走査期間毎に電位が変化
   することにより、液晶への印加電界の極性は２水平走査
   期間毎に反転して成り、前記交流化信号は互いに１水平
   走査期間ずつ位相のずれた４つの位相状態を持ち、該各
   位相状態が、４水平走査期間以上の所定の時間ずつ、順
   次周期的に現れることを特徴とする液晶マトリクス表示
   パネルの駆動方式。