JPS63298287A - 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】 産業上の利用分野 本発明はＸＹマトリックス型液晶表示パネルを有する液
晶表示装置に関する。

従来の技術 ＸＹマトリックス型液晶表示パネルの駆動方式として、
従来から２つの方式が良く知られている。

その１つは第６図に示すように１水平走査期間内で印加
電圧の極性を反転させる所謂Ａ方式であり、もう１つは
第７図に示すように１フレーム毎に印加電圧の極性を反
転させる所謂Ｂ方式である。尚、図では液晶パネルの静
電容量、透明電極の抵抗等による波形歪も考慮して記し
である。前記Ａ方式はＢ方式に比べ表示パターンによる
波形の周波数変化比が小さいという特徴（Ａ方式は周波
数変化比が２、Ｂ方式はデエーティ比をＮとすると周波
数変化比はＮである）があるものの、全体的に周波数が
高く消費電力の増大を招くことになる。更に、このＡ方
式は液晶パネルの大型化に伴い液晶容量の増加、電極抵
抗値の増大により、全体的に波形歪の影響を大きく受け
、印加電圧の実効値が低下してしまう等の欠点があり、
大型液晶表示パネルではほとんど用いられていない。

このような理由から現在ＸＹマトリックス型液晶表示パ
ネルの駆動方式としては、はとんどＢ方式が用いられて
いる。しかしながら、このＢ方式においても液晶パネル
が大型高密度化され時分割数が１００を越えるようなパ
ネルにおいては、表示ムラ、所謂クロストーク現象が発
生し易くなり表示品質を著しく低下させる等の新たな問
題が生じてくる。

第８図に典型的なりロストーク現象を示す０図は正常な
場合には白地（１）の中に黒地（２）が存在するような
パターンであるが、クロストーク現象により、本来（１
）と同じ白であるべき（３）の部分がやや灰色に変化す
ることを示している。この（１）と（３）の部分の駆動
波形をそれぞれ第９図（イ）（ロ）に記す、　（イ）の
波形つまり（１）の部分は表示パターンによる駆動周波
数成分が主として低周波であり、　（ロ）の波形つまり
（３）の部分は逆に高周波成分が主となる。このように
クロストーク現象は駆動波形の周波数成分の違いにより
顕著に現れる。即ち、クロストーク現象の原因としては
液晶表示パネルが有する閾値電圧の周波数特性の分散と
、駆動波形歪によ′る実効電圧値の変動が考えられる。

特に前者は液晶表示パネルの閾値電圧が駆動周波数帯域
内で実効電圧値が同じであるにもかかわらず変化する場
合である。この周波数帯域は駆動方式により異なる。前
述したように従来のＡ、　Ｂ駆動方式では周波数変化比
がそれぞれ２、Ｎ（但しＮはデユーティ比）となって、
液晶表示パネルの閾値電圧が周波数で変化する場合はＡ
方式の方が駆動周波数変化比が小さいのでクロストーク
現象に対しては有利であるといえる。しかしＡ方式は消
費電力が増大するなどの欠点を有している。

そこで、この問題を解決するための提案として消費電力
をさほど上げることなくＢ方式の利点を生かしながら一
定の複数水平走査期間毎に液晶パネルへの印加電圧を極
性反転させる方法が報告されている０例として第９図に
おける（イ）（ロ）の波形を４Ｈ毎に極性反転させた場
合の駆動波形をそれぞ、れ第１０図（イ）（ロ）に示す
。この場合駆動周波数成分は極性反転信号の周波数が支
配的となり、表示パターンによる周波数の影響は軽減さ
れる。即ち、この方式はフレーム周波数近傍の低周波成
分をもつ駆動周波数を高域側へ周波数変換させ、各画素
における駆動周波数成分を圧縮平均化しようとするもの
である。更に、第１０図に示すように波形歪の状態も同
程度になり、実効電圧値の不均一もある程度緩和される
。

しかしながら、この方法を適用したパネルでは、かなり
のクロストーク現象緩和の効果は認められるものの、今
度は極性切り換え時、走査線方向に線状の表示ムラが生
じるという別の問題が発生する。これは以下の理由によ
る。　　　　′第１１図は上記液晶表示装置の駆動波形
例を示すもので、図では液晶パネルの静電容量、透明電
極の抵抗等による波形歪も考慮して記しである。

（Ａ）　、　（Ｂ）は走査電極に印加される駆動電圧波
形であり、（Ａ）は極性切り換え直後に選択パルスがあ
る場合で、（Ｂ）はそれ以外の場合である。（Ｃ）は信
号電極に印加される駆動電圧波形であり、この場合全て
の表示画素を消灯させる波形である。

（Ｄ）は（Ａ）−（Ｃ）間の電位差、（Ｅ）は（Ｂ）−
（Ｃ）間の電位差であり、それぞれ各画素に印加される
電圧波形である。ここで（Ｄ）　、　（［りの波形より
分かるように（Ｄ）と（Ｅ）では波形歪の程度が異なり
、その結果各画素にかかる実効電圧値が不均一となって
上述の線状の表示ムラが発生するわけである。又、この
ような問題点を改善する方法として極性切り換え位置を
フレーム毎に周期的に順次ＩＨづつずらして各走査線に
おける波形歪の状態を同じにし、実効電圧値を均一にす
る方式が考えられる。しかし、この場合には駆動周波数
成分としてフレーム周波数以下の成分が生じ、順次走査
すると、この成分によって画面上から下に向かって表示
ムラのうねり現象が認められる。

発明が解決しようとする問題点 以上の通り、従来の液晶表示装置ではクロストークが生
じる。或いはクロストークを除去するべく対策すると、
今度は画面上に線状の表示ムラが生じたり、うねり現象
が生じたりするという欠点があった。

本発明はこのようなりロストーク、表示ムラ、うねり現
象が生じない、均一で高品質の表示を可能とする液晶表
示装置を提供する。

問題点を解決するための手段 本発明では、Ｍ本（Ｍ＞１）の信号電極とＮ本（Ｎ＞１
）の走査電極とを互いにマトリックス状に対向させたＸ
Ｙマトリックス型液晶表示パネルを有する液晶表示装置
において、ｎ（１＜ｎ＜Ｎ）本の水平走査期間毎に前記
液晶表示パネルへの印加電圧波形を極性反転させると共
に２フレーム毎にその反転のタイミングをランダムに設
定する手段を設けている。

作用 駆動周波数成分の表示パターン依存性は除去されて極性
反転信号の周波数が支配的となる。しかも、その反転の
タイミングは２フレームごとにランダムに変わるので、
各走査線上における実効電圧値は平均化される。

実施例 本発明を実施した第１図において、（４）は液晶層を挟
む一対の絶縁基板の一方の内面に走査電極（ＸＩ）　（
Ｘり　−（Ｘｇｏｏ）が、他方の内面に信号電極（Ｙｌ
）（Ｙ８）・・・（Ｖｔｈ４゜）がそれぞれ互いに直交
する方向に形成されたＸＹマトリックス型液晶表示パネ
ル（以下「液晶パネル」という）であり、（５）はその
走査電極ドライバ、（６）は信号電極ドライバである。

コントローラ（７）はこれらのドライバ（５）　（６）
に対し所定の信号を与える。即ち、コントローラ（７）
は信号電極ドライバ（６）に対しては表示データ（ＤＡ
ＴＡ）と、該表示データを取り込むためのドツトクロッ
クパルス（ＣＰ）、ラッチパルス（ＬＰ）をそれぞれ供
給する。ラッチパルス（ＬＰ）はドツトクロックパルス
（ＣＰ）が６４０個出力されて信号電極ドライバ（６）
に１行分のデータが取り込まれたところで出力され、前
記１行分のデータを信号電極ドライバ（６）にラッチさ
せる。これによって、信号電極ドライバ（６）　はデー
タに基づ＜６４０個分の液晶駆動信号を出力する。ここ
で、前記ラッチパルスの周期は第２図に示すように１水
平走査期間（ＩＨ）に選ばれているものとする。

一方、走査電極ドライバ（５）はコントローラ（７）か
らスタートパルス（ＳＴＰ）　、ラッチパルス（ＬＰ）
を与えられ、そのラッチパルス（ＬＰ）をクロックパル
スとして選択波形を順次シフトする。ラッチパルス（Ｌ
Ｐ）が２００個出力されて走査電極の選択が一巡する期
間は１フレームであり、通常５０〜６０Ｈ２程度に設定
される。

（８）は本発明に沿って設けられた極性反転制御回路で
あって、この回路は後述するようにｎ（１くｎ＜２００
）本の水平走査ライン毎に前記液晶パネル（４）への印
加電圧波形を極性反転させると共に２フレーム毎にその
反転のタイミングをランダムに設定する反転制御信号（
−）を発生する。この極性反転制御回路（８）にはコン
トローラ（７）から前述のスタートパルス（ＳＴＰ）　
、ラッチパルス（ＬＰ）、ドツトクロックパルス（ＣＰ
）と交流化信号（Ｍ）が与えられる。この交流化信号（
Ｍ）は第２図に示すように１フレーム毎の周期で反転す
る２値信号である。

このように１フレーム毎に極性反転した交流化信号（Ｍ
）をそのまま使って駆動すれば、その駆動方式は上述し
たＢ方式となり、’／を水平周期ごとに反転して駆動す
ればＡ方式となる。従来は、この交流化信号（Ｍ）がそ
のまま走査電極ドライバ（５）と信号電極ドライバ（６
）に供給されていたが、本発明ではこれを極性反転制御
回路（８）で新たに作り直して各ドライバ（５）　（６
）に与えるようにしている。即ち、極性反転制御回路（
８）から得られる反転制御信号（賀）は１フレーム内で
例えば４Ｈ毎に反転すると共に、次のフレームでは逆の
極性で生じるものの、その位相は４通り　（φ。）（φ
ｌ）（φり（φ、）が存在し、そのいずれかが２フレー
ム毎に生じる。しかも、どれが生じるか規則性がなく全
くランダムである。しかし、このことが画面全体にわた
ってクロストーク現象のない均一な表示を実現すること
になる。

第３図は前記極性反転制御回路（８）の具体例を示して
おり、この実施例では極性反転制御回路（８）は乱数発
生回路（９）　と、その乱数発生回路（９）の出力を２
フレーム毎に記憶するラッチ回路（１０）と、その２フ
レーム毎の初期値を読み込んでスタートを行う分周カウ
ンタ（１１）と、該分周カウンタ（１１）の出力と上述
の交流化信号（Ｍ）との排他的論理和をとって反転制御
信号（Ｗ）を生じるイクスクルーシブＯＲ回路（１２）
と、前記ラッチ回路（１０）にクロック信号（Ｓｌ）を
与える第１回路（１３）と、前記分周カウンタ（１１）
の動作信号（ＳＺ）を与える第２回路（１４）等から構
成されている。尚、これらの第１１第２回路（１３）　
（１４）は、それぞれ第１、第２Ｄフリツプフロツプ（
１５）　（１６）を備えている。

前記乱数発生回路（９）は略水平走査周波数で自走発振
する発振器（１７）と、その出力を４分周する４進カウ
ンタ（１８）を備えており、その４進カウンタ（１８）
は第３、第４Ｄフリツプフロツプ（１９）　（２０）で
構成されている。４進カウンタ（１８）は前述の極性反
転させる複数の水平走査期間のｎ＠ｎ−４Ｈに決定して
いる。４進カウンタ（１Ｂ）′の代わりに例えば１０進
カウンタを用いればｎは１０）１になる。勿論、これは
自走発振器（１７）の周波数の値の取り方によっても変
わってくる。

乱数発生回路（９）は、このようなｎの値を決定する機
能と、ｎ通の位相状１！（ｎ−４Ｈの場合は４通り）を
作り出す機能も有している。その後者の機能は主として
前記自走発振器（１７）がコントローラ（７）の信号系
とは無関係に成る適当な周波数で自走発振していること
に基づく、そして、乱数発生回路（９）の４進カウンタ
（１８）の出力値はラッチ回路（１０）で２フレーム毎
に（Ｓｌ）信号によって保持され、更にその保持された
値は分周カウンタ（１１）において（Ｓｔ）信号によっ
てラッチされる。この分周回路（１１）は４Ｈ毎の極性
反転信号を作り、その出力はコントローラ（７）からの
交流化信号（Ｍ）との排他的論理和をイクスクルーシプ
ＯＲ回路（１２）においてとることによって極性反転制
御信号（１１）が得られるのである。

前記第３図の各部の信号波形は第４図に示されており、
又出力である極性反転制御信号（りは第５図に交流化信
号（Ｍ）と対比して示されている。

第５図において極性反転制御信号（賀）の（φ。）（φ
１）　（φい（φ、）のうち、第Ｆフレームと第（Ｆ＋
１）フレームでは（φ、）が、次の第（Ｆ＋２）　、　
（Ｆ＋３）フレームでは（φ。）が、更に次の第（Ｆ＋
４）　、　（Ｆ＋５）フレームでは（φ１）がそれぞれ
ランダムに生じたことを表している。但し、これらの（
φ、）（φ。）（φｌ）はフレーム毎に極性を反転して
いる。これは液晶パネル（４）をその液晶の寿命の観点
から交流駆動するという条件を充足させるためである。

この反転は前記イクスクルーシブＯＲ回路（１２）の働
きによってなされる。

以上の結果、各フレーム内でｎ水平期間毎に極性が規則
的に反転し、２フレーム毎に、その反転タイミングがラ
ンダムに変化する駆動電圧が前記液晶パネルを構成する
液晶セルに印加される。

以上において本発明を実施例に沿って説明したが、第１
図における極性反転制御回路（８）以外の部分は従来か
ら存在するので、この既存のシステムに前記極性反転制
御回路（８）を設けることによって容易に本発明装置を
実現できる。

発明の効果 本発明では液晶パネルへの印加電圧（従って液晶駆動電
圧）波形が各フレームで複数の走査線毎に極性反転して
いるので、駆動周波数変化比が小さく、駆動周波数成分
の表示パターン依存性は除去され極性反転信号の周波数
が支配的となってクロストーク現象が生じ難いという効
果がある。又、その反転タイミングが２フレーム毎にラ
ンダムになっているので、各走査線上における実効電圧
値は平均化され、反転の線状ムラが発生したり、そのう
、ねり現象が生じたりすることもないという効果があり
、本発明は極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した液晶表示装置のブロック回路
図であり、第２図はその要部の信号波形図である。第３
図は第１図における極性反転制御回路を具体的に示す回
路図であり、第４図はその各部に与えられる各種信号の
波形図、第５図はその１つの信号について説明図である
。第６図、第７図、第８図、第９図、第１０図及び第１
１図は従来の液晶表示装置についての説明図である。 （４）、・・・液晶パネル、　　（５）・・・走査電極
ドライバ、（６）・・・信号電極ドライバ、　　（７）
・・・コントローラ、（８）・・・極性反転制御回路、
　　（×、）〜（Ｘｉａ。）・・・走査電極、　　（Ｙ
ｌ）〜（Ｙｂａ。）・・・信号電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｍ本（Ｍ＞１）の信号電極とＮ本（Ｎ＞１）の走
   査電極とを互いにマトリックス状に対向させたＸＹマト
   リックス型液晶表示パネルを有する液晶表示装置におい
   て、ｎ（１＜ｎ＜Ｎ）本の水平走査期間毎に前記液晶表
   示パネルへの印加電圧波形を極性反転させると共に２フ
   レーム毎にその反転のタイミングをランダムに設定する
   手段を設けたことを特徴とする液晶表示装置。