JPH0513320B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は非線型電圧−電流特性（Ｖ−Ｉ特性）
を有する非線型素子によつて駆動性能を向上させ
た液晶電気光学装置の駆動法に関する。

非線型素子（パリスタ、ダイオード、金属−絶
縁体−金属素子（以後MIM素子と略称する）、放
電管等）と液晶電気光学装置を組み合わせること
によつて従来より多桁の駆動が実現されることが
知られている。これによつて多量の情報を表示で
きる液晶表示装置や、より細密なパターンを可能
とする光スイツチ等が実現される。

第１図は非線型素子による液晶電気光学装置の
動作を簡単に説明するための１画素分の等価回路
である。液晶層の等価容量C_LOと等価抵抗R_LOが非
線型素子の等価抵抗R_NLに接続されている。R_NL
は第２図に示すオームの法則に従わない非線型性
を有しており、電圧が高い時に低抵抗R_NLON、低
い時には高抵抗R_NLOFFをとる。第１図の等価回路
の両端に電圧Ｅが印加されると、非線型素子の等
価抵抗はR_NLONとなりC_LOが充電される。次に電圧
Ｅを低下させＥ−ΔEとすると、非線型素子は
R_NLOFFとなりC_LOは放電を開始する。R_NLOFF≫R_LO
≫R_NLONとすると、この充放電の時定数τは、そ
れぞれR_NLON・C_LOとR_LO・C_LOである。第３図はこ
の時の液晶層にかかる電圧波形を示したものであ
る。つまり、非常に短い書き込み時間twでC_LOは
充電され、そうして上昇した電圧V_LOは十分長い
時間（R_LO・C_LO数msec〜数10msec）tkだけ保
持される。その結果、書き込み時間twにおける
印加電圧が実効値を決定し、通常の液晶電気光学
装置よりもONとOFFの実効値比を大きく得られ
る。こうした動作によつて、数百桁もの多桁駆動
が実現されている。

このように多大な利点を有する電気光学装置で
あるが、一般に行なわれている２フレーム交流方
式（フレーム周期t_F）の電圧平均化法（第４図）
で駆動を行なうと、同一データ電極上の他画素の
影響によつて液晶層にかかる実効電圧が変化して
しまうという問題が生じる。これは第３図におけ
る保持期間tk時の印加電圧に、V_LOの放電曲線が
依存するためである。第４図で、Tm（タイミン
グ）−Dn（データ）で与えられる印加電圧は同一
データ電極上の他画素の表示パターンにより、保
持期間中様々に変わり、それに伴い液晶層にかか
る電圧V_LOが変わる。第４図ａは最もV_LOの実効
電圧が小さい場合、ｂは最も大きい場合、ｃは一
般的な表示パターンの一例を示している。このよ
うに、表示パターンによつて液晶にかかる実効電
圧が変化すると、表示ムラ、ハーフトーンという
表示品位の低下が生じてしまう。

本発明はこのような欠点を除去したもので、そ
の目的は、駆動波形内に、動作には不要な期間、
休止期間を設け、表示パターンによつて生じるハ
ーフトーン、表示ムラを減少させる駆動法を提供
するものである。

以下、図面を参照しながら本発明を詳説する。

第５図は本発明による休止期間の設置による駆
動波形の１例である。表示パターンは第４図と同
じく、ａが最小実効値、ｂが最大実効値、ｃが一
般的な表示パターンの場合である。第４図と異な
つているのは、フレーム周期t_F内に、休止期間t_I
を２カ所、１フレームの最初と最後に設けてある
ことである。なお、この休止期間の電圧レベル
は、第５図の場合、データ信号を選択レベル
（ONレベル）、タイミング信号をデータ信号の選
択レベルに設置し、したがつてt_Iで画素（ｍ，
ｎ）に印加される電圧Tm−Dnは0Vとなつてい
る。

また休止期間t_Iをフレーム周期t_F内に設けたこ
とによつて、書き込み時間t_Wがt_F−2t_I／t_Fに減少す る。t_Wの減少は、第３図に示すようにC_LOへの充
電を抑える方向に働くが、非線型素子のスイツチ
ング比、R_NLOFF／R_NLONが大きければ、極めて短
い書き込み時間t_Wでも十分C_LOへ充電が行なうこ
とができるので、非常に多桁（数千桁以上）のマ
ルチブレツクス駆動以外は、実用上問題とならな
い。

次に休止期間を除いた残りのフレーム周期t_Aに
ついて説明する。第４図と第５図を比較する。第
５図のt_A内の電圧波形を休止期間t_Iを除いて接続
すると、第４図の電圧波形を時間軸方向に押し縮
めた波形と一致していることがわかる。つまり、
休止期間t_Iを設置し残つたt_A内に、従来の駆動波
形を押し込んだ形になつている。このことはフレ
ーム周期から見た多重度を上げることであり、前
述したように当然t_Wは減少する。またt_W以外の非
選択期間（保持期間）の駆動波形においても、t_W
と同様に時間間隔が減少している。

このようにして与えられた駆動波形で駆動した
場合の液晶層にかかる電圧V_LOを第５図中にV_LO
として示した。第４図と第５図を比較すると、ａ
の最小実効値表示パターンの場合、第４図に比べ
実効値は上昇し、ｂの最大実効値表示パターンの
場合は逆に下がり、ｃの一般的な表示パターンの
場合は、ほぼ同じ位となつている。この様子の拡
大して第６図に示す。破線が第４図の従来例、実
線が第５図の場合である。ａ，ｂ，ｃは第４図、
第５図に準じる。最小実効値が上がり、最大実効
値が下がるということは、表示パターンによる
V_LOの実効値変動が抑制されたことに他ならな
い。

このように、同一データ電極上の他画素の
ONOFFの影響を抑制した駆動が可能となつた。

また、休止期間t_Iのフレーム周期t_Fに対する割
合、その設置時間位置、休止時間における設定電
圧レベルは、駆動マルチブレツクス桁数、非線型
素子のスイツチング性能、駆動電圧等に従つて最
適化することができる。第５図の場合は、t_Iをフ
レームの最初と最後に設定しt_Iでの印加電圧Tm
−Dnを0Vになるように設定した１例である。

第７図は休止期間t_Iをフレームの最後にt_I＝２／５ t_Fとなるように設定し、さらにt_Iでの印加電圧
Tm−DnをVo／ａ〔Ｖ〕（正のフレーム周期、Vo
……駆動ピーク電圧、ａ……１／ａバイアス法）
と与えた場合の駆動波形の例である。簡単のた
め、一般的な表示パターンの場合についてのみ示
している。このように休止期間の設定は様々に変
えることができる。

休止期間における電圧レベルの設定は、データ
側、タイミング側のいずれで行なつても問題はな
いが、必要な電圧レベルの数を増やさず、かつ消
費電力を小さくするよに選ぶのが望ましい。また
液晶にかかる実効値をできるだけ大きくとること
により、駆動に必要なピーク電圧（第７図中Vo）
を低くすることが可能となるので、休止期間中の
印加電圧（Tm−Dn）をできるだけ大きく（正
側フレーム）設定したほうが有利である。OFF
波形の書き込みピーク電圧（第７図中、破線参
照）程度までは上げることができるが、実際上は
第７図に示すVo／ａ〔Ｖ〕が、電圧レベルを増や
す必要がない点で最良である。

次に、本発明の駆動波形を作る回路について述
べる。

第８図は、本発明の駆動波形を発生する回路の
１例であり、非線型素子液晶パネル、データド
ライバー部、タイミングドライバー部、基本
電圧レベル発生部、水晶発振した制御回路、
表示メモリーから構成されている。駆動回路を
構成する各回路ブロツクは、制御回路を除き、
通常用いられる液晶駆動回路のものと同じ構成の
回路が用いられる。データドライバー部はシフ
トレジスター、ラツチ回路から成る選択回路、
レベルシフター、基本電圧レベルを切換えるデ
マルチブレクサから構成され、タイミングドラ
イバー部もデータドライバー部と同じように、
シフトレジスターから成る走査回路、レベルシ
フター、デマルチブレクサーから構成されて
いる。

基本電圧レベル発生部は、抵抗分割等で得ら
れた基本電圧を、データのON，OFFレベルタイ
ミングの選択、非選択レベル及び休止レベルとし
てデマルチブレクサに出力している。

制御回路は、表示メモリーからの表示データ
を選択回路に転送クロツクと共に転送し、さらに
ラツチ用パルスを出力する。タイミングドライバ
ーへはデータパルスと走査クロツクを転送してい
る。

本発明の駆動波形を最も容易に実現することの
できるのは、第７図に示す基本電圧レベルがデー
タ、タイミング信号共に増えない場合であり、表
示メモリー内に、休止期間t_Iに対応した、全ON
（もしくは全OFF）の表示データを格納させれば
よい。つまり、このことはタイミング電極数がＪ
本、データ電極数がＫ本のパネルに対し、タイミ
ング電極数をＪ＋α本、データ電極数Ｋ本のパネ
ルに相当する表示データをメモリーに格納するこ
とであり、表示されないタイミング電極α本分の
データを余分に表示メモリーに記憶させておくと
いうことである。

しかし、表示メモリー内に休止期間に対応した
データを格納させるという上記の方法はメモリー
を無駄に用いるため、実際には制御回路に機能
を付加するのが望ましい。具体的にはタイミング
ドライバーのシフトレジスターを休止期間中リセ
ツトし、データドライバーもタイミングのリセツ
トに対応して、特定のデータを全データ電極に供
給するようにすればよい。これは簡単なカウンタ
ーとロジツクの組合せで実現される。

このように本発明は、従来の駆動回路を若干改
変することによつて容易に実現可能である。

以上の如く、本発明の液晶電気光学装置の駆動
方法は、一対の基板間に液晶が挟持され、該一対
の基板の一方の基板上には、複数本のタイミング
線もしくはデータ線、複数の非線形素子からなる
スイツチング素子、複数の画素電極が形成されて
なり、該タイミング線もしくはデータ線と複数の
非線形素子からなるスイツチング素子と複数の画
素電極は電気的に接続されてなり、該一対の基板
の他方の基板上には、複数本のタイミング線もし
くはデータ線が形成されてなる液晶表示パネルを
２フレーム交流方式で駆動する液晶電気光学装置
の駆動方法において、１フレームの周期内に該デ
ータ線を通して印加されるデータ信号に休止期間
を設けたことにより、非線型素子を用いた液晶電
気光学装置の表示ムラ、ハーフトーンを防止す
る。さらには、駆動マージンが増加し、液晶層と
非線型素子のマツチングが容易になるという利点
も有している。

本発明は大情報量を扱う液晶電気光学装置の分
野に、画期的な駆動方法を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は非線型素子による液晶電気光学装置の
１画素分の等価回路である。第２図は非線型素子
の電圧−電流特性である。第３図は液晶層にかか
る電圧波形を概念的に示す図である。（簡単のた
め、正のフレームについて描いてある）第４図は
フレーム周期t_Fの２フレーム交流駆動における、
ｍ番目のタイミング電極Tm、ｎ番目のデータ電
極Dn、ON状態の画素（ｍ，ｎ）にかかる電圧
Tm−Dn、及び液晶層にかかる電圧V_LO（ｍ，ｎ）
を描いたものである。ａは液晶にかかる実効電圧
最小の場合、ｂは同じく最大の場合、ｃは一般的
な表示パターンの場合を示す。 １……非線型素子液晶パネル、２……データ電
極群、３……タイミング電極群。 第５図は本発明による駆動波形の一例を示すも
のである。ａ，ｂ，ｃは第４図と同じ表示状態に
対応している。第６図は本発明による駆動を行つ
た場合の液晶層にかかる電圧V_LO波形を示すもの
である。実線が本発明によるもの、破線は従来の
駆動によるものである。ａ，ｂ，ｃは第４図、第
５図のａ，ｂ，ｃに準じている。第７図は本発明
による駆動波形の他の例を示すものである。破線
はOFF波形を示している。なお、第４〜７図は
いずれも本発明の概念を説明するために、マルチ
ブレクス駆動の桁数を少なくして描いてある。第
８図は本発明による駆動回路のブロツク図であ
る。 ４……データドライバー部、５……タイミング
ドライバー部、６……基本電圧レベル発生部、７
……制御回路、８……表示メモリー、９……選択
回路、１０……レベルシフター、１１……デマル
チブレクサー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一対の基板間に液晶が挟持され、該一対の基
   板の一方の基板上には、複数本のタイミング線も
   しくはデータ線、複数の非線形素子からなるスイ
   ツチング素子、複数の画素電極が形成されてな
   り、該タイミング線もしくはデータ線と複数の非
   線形素子からなるスイツチング素子と複数の画素
   電極は電気的に接続されてなり、該一対の基板の
   他方の基板上には、複数本のタイミング線もしく
   はデータ線が形成されてなる液晶表示パネルを２
   フレーム交流方式で駆動する液晶電気光学装置の
   駆動方法において、１フレームの周期内に該デー
   タ線を通して印加されるデータ信号に休止期間を
   設けたことを特徴とする液晶電気光学装置の駆動
   方法。