JPH10254416A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
値を加えることにより、表示ムラを改善した液晶表示装
置を提供する。 【解決手段】 各走査電極に印加する信号VCOM1、
VCOM2、・・・、VCOMn、・・・に対して、走
査電極毎に異なる期間t1、t2、・・・、tn、・・
・の補正電圧を印加することにより、液晶表示装置のの
各部において最適な実効電圧値を得ることができ、表示
ムラを改善することができる。
Description
器及び広告表示などの表示装置に用いられる単純マトリ
クス型液晶表示装置に関するものである。
数個の画素がマトリクス状に配置され、走査電極と信号
電極がそれぞれ複数本平行に、かつ両者は互いに直交配
置されている。走査電極は、走査回路から選択パルスが
印加されることにより順次選択され、信号電極からは選
択された画素の表示データに対応する信号電位が印加さ
れることによって表示が行われる。
ては、表示パネルのセル厚ムラ、液晶の配向特性によっ
て液晶素子表示の中央部と端部との最適電圧値に差が生
じることがある。また、バックライトのランプから発生
する熱によって液晶の特性が変化するため、ランプから
の距離によっても液晶表示素子の各部に最適電圧値に差
が生じる。液晶表示素子上に最適電圧値の差が存在する
場合、この差に対応して白ヌケ(光ヌケ)等による表示
ムラが発生する。これについて、以下に具体的に説明す
る。
における電気光学特性を示した図である。図3におい
て、最適な黒表示が得られる実効電圧値がパネル中心部
でVthn、端部でVth1とすると、中央部で最適な
実効値(Vthn)を印加した場合、端部の透過率は中
央部より大きいので白ヌケが生じる。
7−20483号公報では、単純マトリクス液晶のパネ
ル製造過程において生じるセル厚ムラ、液晶の配向特性
による表示端部と表示中央部とにおける電気光学的特性
の差に起因する表示ムラを改善する方法を示している。
この方法は、通常、液晶表示素子に充放電を行う時、各
走査・信号電極の引き回し配線部、駆動回路の内部抵抗
が有する抵抗値によって、実際に液晶に印加される波形
に歪みが発生し、この影響で液晶に印加される実効電圧
値が変化するため、各走査・信号電極の引き回し配線部
の抵抗値に差を持たせて、各電極毎に発生する波形歪み
の度合を変えることで、液晶層各部に対して適切な実効
電圧値を供給するものである。
は、エッジライト方式のバックライトに用いられるラン
プから発生する熱の影響によって生ずる表示端部と表示
中央部との電気光学的特性の差に起因する表示ムラを改
善する方法を示している。この方法は、走査電極に供給
する選択パルスの電位を、各走査電極毎にあらかじめ予
測した液晶表示素子上の温度分布に応じて制御し変化さ
せ、液晶層各部に対してより適切な実効電圧値を供給す
るものである。
7−20483号公報に開示された方法では、液晶層に
対する電荷充放電時に発生する印加電位波形の歪みに起
因する実効電圧値の変化量を、各電極での抵抗値を変え
ることにより調整しているのであり、信号電極に印加さ
れる電位極性の反転回数に応じて実効電圧値の変化量が
影響を受けるという問題点を有していた。つまり、表示
パターンによって改善量が変わることになり、従来の駆
動方法をそのまま適用することを前提とすれば、表示パ
ターン依存性が存在することになる。
示された方法では、原理的には波形歪みを利用するわけ
ではないので表示パターンによる効果の差はないが、一
方で電圧供給回路の出力を随時アナログ的に連続変化さ
せる必要があり、この場合簡易な回路構成では電位を安
定化させることが難しく、液晶層に対する電荷充放電時
に発生する波形歪みの影響を受けやすい状態となり、ク
ロストーク増加の原因となる。
放電による実効値変化の効果を用いず、また液晶表示素
子の各電極に対して印加する電位を随時アナログ的に変
化させることなく液晶表示素子各部に対して適切な実効
電圧値を加わることにより、表示ムラを改善した液晶表
示装置を提供することを目的としたものである。
晶表示装置は、信号電極群を設けた信号側基板と、前記
信号電極群と交差配列した走査電極群を設けた走査側基
板とを対向配置させ、前記基板間に液晶を挟持した液晶
表示パネル及び前記信号側基板、走査側基板に各々対応
する様に設けた駆動回路を該液晶表示パネル上または周
辺に設けた液晶表示装置において、表示ムラの原因とな
るパネル各部の最適電圧値の差を補う為に、各走査電極
または各信号電極に印加する電位波形を変化させること
によって液晶表示素子上の各部分に加わる実効電圧値を
調整する実効電圧補正手段を有することを特徴とするも
のである。
請求項1記載の液晶表示装置において、前記実効電圧補
正手段は、前記走査電極に印加する選択パルスまたは信
号電極に印加する信号電位、或いはこれら双方に対して
補正パルスを付加し、かつ補正パルスの幅を各走査電極
または各信号電極毎に調整するものであることを特徴と
するものである。
請求項1記載の液晶表示装置において、前記実効電圧補
正手段は、前記走査電極の選択期間中に、該走査電極に
対して非選択電位を任意期間印加し、各走査電極毎に前
記非選択電位の印加期間を調整するものであることを特
徴とするものである。
請求項1記載の液晶表示装置において、前記実効電圧補
正手段は、前記信号電極に印加する信号波形に中間電位
を任意期間印加し、各信号電極毎に前記中間電位の印加
期間を調節するものであることを特徴とするものであ
る。
る。
示素子上の各部分に加わる実効電圧値を変化させること
で各部分に適切な実効電圧値を供給することができ、こ
れに起因する表示ムラを改善することが出来る。
補正パルスの幅を、液晶表示素子各部の最適電圧値に対
して適切になるように各走査電極毎あるいは各信号電極
毎に調整することで、各部の最適電圧値の差に起因する
表示ムラを、表示パターン依存性あるいはクロストーク
増加を伴わずに改善することが出来る。
選択パルスの幅を、液晶表示素子各部の最適電圧値に対
して適切になるように各走査電極毎に調整することで、
各部の最適電圧値の差に起因する表示ムラを、表示パタ
ーン依存性あるいはクロストーク増加を伴わずに改善す
ることが出来る。
中間電位印加期間を、液晶表示素子各部の最適電圧値に
対して適切になるように各信号電極毎に調整すること
で、各部の最適電圧値の差に起因する表示ムラを、表示
パターン依存性あるいはクロストーク増加を伴わずに改
善することが出来る。
明する。図1の(a)は、本実施形態における液晶表示
装置の回路のブロック図であり、10は走査電極16、
信号電極17が形成された単純マトリクス型液晶表示パ
ネル、11は走査側駆動回路、12は信号側駆動回路で
ある。また、図1の(b)は前記走査側駆動回路11の
詳細図であり、13は走査ドライバ、14はタイミング
発生回路、15はアナログスイッチである。
側電極(COM1、COM2、・・・、COMn、・・
・)には走査ドライバ13を介して非選択電位VC0、
選択パルス電位VC1、VC3のいずれかが供給される
が、選択パルス電位が印加されている期間内においてタ
イミング発生回路14で発生するタイミングに応じて、
アナログスイッチ15により印加する電位を選択パルス
電位VC1(またはVC3)と補正パルス電位VC2
(またはVC4)とで切り替える。
を用いて駆動したときのタイミングチャートを示した図
であり、VCOM1、VCOM2、VCOMn、VSE
G1はそれぞれ図1の走査電極COM1、COM2、C
OMn及び信号電極SEG1に印加される信号の電位波
形を示す。また、期間τ1 、τ2 、τn はそれぞれ走査
電極COM1、COM2、COMnの選択期間を示し、
期間t1、t2、tnはそれぞれ選択期間τ1 、τ2 、
τn 中の補正パルス印加期間を示す。
に形成される各画素の表示状態は対応する走査電極印加
電位20と信号電極印加電位21の差の実効値によって
決定されるので、補正パルス電位を与える期間(t1、
t2、・・・、tn、・・・)を各走査電極毎に調整す
ることで、信号電極電位が同じであっても走査電極単位
で各画素に対する実効電圧値を調整することができる。
液晶表示パネルに対して、n行目の走査電極COMnを
選択する信号VCOMnの補正パルス印加期間tnは、
表示データが黒表示の場合の実効値がVthnとなるよ
うに設定する。また、1行目の走査電極COM1を選択
する信号VCOM1の補正パルス印加期間t1は、表示
データが黒表示の場合の実効値がVth1となるように
設定する。その他の走査電極を選択する信号の補正パル
ス印加期間についても同様の設定を行う。このように各
走査電極毎に適切な補正パルス印加期間を設定すること
によって、液晶表示パネルの表示場所にかかわらず同等
の黒レベルが得られる。
いて説明する。図4は走査側駆動回路11の更に詳細な
図面を示したものである。この場合、走査電極側のドラ
イバ40は複数個が直列接続されており、走査開始信号
及びドライバ間のイネーブル信号と走査側シフトクロッ
クのカウント数によって、選択される走査電極の位置を
判別している。各走査電極に対する補正パルスの幅は、
補正パルス設定用クロックをカウントすることにより生
成するが、このカウント数を各走査電極毎に変化させる
ことで適切な実効電圧を供給することができる。各走査
電極毎の最適なカウント数を得る手段としては、ロジッ
ク回路によるパターン化もしくはROMによるパターン
化が使用できる。また、先述の補正パルス設定用クロッ
クの周波数を変えることで、各補正パルス印加期間の比
率を保ったまま補正量を調節することも可能である。
圧値Vthxon、OFF表示実効電圧値Vthxof
fと補正パルスの電位および印加期間の関係は次式の様
になる。
回路構成によってVBon、VBoff、VCon、V
Coffは決定されているので、あらかじめ測定した各
部のON時およびOFF時の最適実効電圧値Vthxo
n、Vthoffを考慮しながらtx、VAon、VA
offを決定する。また、これらの設定を実際に表示を
見ながらムラがなくなる様に設定する事も可能である。
ルス電位は、別途従来からクロストーク補正用等に用い
ていた電位を流用する事も可能で、この場合新たな電源
回路系を追加する必要がない。
正に関しては、時間的な熱変化に対して補正量を変化さ
せる必要が生じる場合がある。この場合サーミスタ等の
温度センサー素子によって温度変化を検出し、これに追
従するように補正用クロック周波数、または補正用電位
を変化させれば良い。
装置は、表示部分に応じた最適実効電圧値を印加するこ
とができるので、表示ムラを走査電極単位で改善するこ
とができる。また、補正量をアナログ的に変化させてい
ないので、クロストークの増加を防ぐことができる。
ス電位VC1(またはVC3)と補正パルス電位VC2
(またはVC4)とを切り替えるスイッチとしてアナロ
グスイッチを用いたが、FET等の半導体スイッチ回路
を用ることもできる。
について以下に説明する。本実施形態は、実施形態1の
構成における補正パルスの印加に代えて、図5に示すよ
うに各走査電極の選択期間中に非選択電位を印加するよ
うな構成にし、適切な補正設定をしたものである。図5
においてVCOM1、VCOM2、VCOMn、VSE
G1はそれぞれ走査電極COM1、COM2、COMn
及び信号電極SEG1に印加される電位波形である。期
間τは走査電極の選択期間を示し、期間t1、t2、t
nはそれぞれCOM1、COM2、COMnに対して期
間τの間に非選択電位を印加する期間を示す。
示したようなタイミング発生回路を用いて、その時点で
選択される走査電極の位置の判別や、非選択電位とする
期間t1、t2、・・・tn、・・・の設定等を行うこ
とが可能である。
装置は、各走査電極の選択期間中に、各走査電極毎に所
定の期間だけ非選択電位を印加することによって表示部
分に応じた最適実効電圧値を印加することができるの
で、表示ムラを走査電極単位で改善することができる。
また、補正量をアナログ的に変化させていないので、ク
ロストークの増加を防ぐことができる。
について以下に説明する。図6の(a)は本実施形態に
おける液晶表示装置の回路ブロック図であり、60は走
査電極65、信号電極64が形成された単純マトリクス
型液晶表示パネル、61は走査側駆動回路、62は信号
側駆動回路である。また、図6の(b)は前記信号側駆
動回路62の詳細図であり、66は信号電極側ドライ
バ、63は信号電極側ドライバ66内に設けられたタイ
ミング発生回路、67はアナログスイッチである。な
お、図6の(b)においては、一つの信号電極側ドライ
バ66のアナログスイッチ67を一つのタイミング発生
回路63で制御しているが、各アナログスイッチ67に
対して一つのタイミング発生回路63を設けるような構
成であっても良い。
側電極(SEG1、SEG2、・・・、SEGn、・・
・)には、各表示データに応じて信号電極側ドライバ6
6を介して信号電位VS1、VS2のいずれかが供給さ
れるが、信号電極側ドライバ66内部において、タイミ
ング発生回路63で発生するタイミングに応じて、アナ
ログスイッチ67で印加する電位を信号電位VS1、V
S2と中間電位VC0とに切り替える。
を用いて駆動したときのタイミングチャートを示した図
であり、VSEG1、VSEG2、VSEGn、VCO
M1、VCOM2はそれぞれ図6の信号電極SEG1、
SEG2、SEGn及び走査電極COM1、COM2に
印加される信号の電位波形である。期間τ1 、τ2 は走
査電極COM1、COM2の選択期間を示し、期間t
1、t2、tnはそれぞれSEG1、SEG2、SEG
nに対する中間電位印加期間を示す。
る各画素の表示状態は、対応する走査電極印加電位70
と信号電極印加電位71との差の実効値によって決定さ
れるので、中間電位印加期間(t1、t2、・・・、t
n、・・・)を各信号電極毎に調節することで、走査電
極電位が同じであっても信号電極単位で各画素に対する
実効電圧値を調節することができる。
走査電極へ印加する電位でもある。また、VSEG1、
VSEG2、VSEGnの”X”の部分は表示データに
よってVS1もしくはVS2の電位レベルとなることを
示す。
液晶表示パネルに対して、n列目の信号電極を印加する
VSEGnの中間電位印加期間tnには表示データが黒
表示の場合の実効値がVthnとなるように設定する。
また、1列目の信号電極を印加するVSEG1の中間電
位印加期間t1には表示データが黒表示の場合の実効値
がVth1となるように設定する。その他の信号電極に
ついても同様の設定を行うことにより、場所にかかわら
ず同等の黒レベルが得られる。
極側ドライバ66は、通常複数個が直列接続されてい
る。そのうち、図3に示すように表示中央部のV−T特
性とかなりずれている電気光学特性を有する領域は、通
常両端のドライバの範囲内のみであるので、この範囲で
補正を行えば十分である。ドライバ出力の補正量は、図
8に示すように、方向及び補正特性等を考慮すると数種
類考えられる。そのため、信号側ドライバ内部には補正
特性のパターンを数種類(TYPE1、2、・・・)記
憶させ、パネルのどの部分に配置するかによってパター
ンを設定出来るように、ドライバ外部から選択できるよ
うにしておくことも考えられる。
対応する補正の特性を示す。つまり、TYPE1に示す
補正パターンは、最外端のドライバ出力OUT1の補正
量が最も多く、中央に近づくにつれて補正量が一定の変
化量で減少し、ほぼ中央部で補正が無くなっているもの
を示している。また、TYPE2はTYPE1と対称の
タイプであり、TYPE1の補正を行うドライバと反対
側の端に設けられるドライバの補正量を示したものであ
る。これに対し、TYPE3に示す補正パターンは、最
外端のドライバ出力OUT1の補正量が最も多く、中央
に近づくにつれて補正量がある変化量で減少し、途中で
その変化量を小さくして減少させたものを示している。
なお、TYPE2、TYPE4はそれぞれTYPE2、
TYPE3に示す補正を行うドライバと反対側の端部に
設けられるドライバの補正特性を表したものである。
いて説明する。信号電極側ドライバ内部に設けられ、各
信号電極に対する出力を制御する出力回路を図9に示す
構成とし、これを信号電極側ドライバ内部で図10に示
すように接続する。なお、ここではタイミング発生回路
としてカウント回路を利用している。このような構成に
より、信号側駆動回路62のデータラッチ信号DLに同
期したカウンタリセット信号RSTの入力により出力端
子OUTには中間電位が出力される。
その出力回路にカウンタリセット信号RSTが入力され
ないような構成にしておけば、該当する端子には中間電
位は出力されず補正されない。各出力部のカウント回路
内には前述の補正特性に基づいたカウントデータが内蔵
されている。このカウントデータは内部ロジック回路に
よるパターン化により実現することができる。
例にしてその動作を説明する。OUT(m)の出力回路
はこれに隣接するOUT(m−1)の出力回路からカウ
ンタイネーブルイン信号ENIを受けると補正用クロッ
クCLKでカウントデータ分だけカウントする。カウン
トが終了するとカウント回路からの信号により出力端子
には信号電極電位VS1(またはVS2)が出力され
る。それと同時にカウントイネーブルアウト信号ENO
を次のOUT(m+1)の出力回路のカウントイネーブ
ルインENI伝え、OUT(m+1)の出力回路は同様
の動作を行う。
各出力毎の中間電位印加期間に差を持たせることがで
き、結果的に実効電圧値を適切に補正した形で供給する
ことが可能である。
び図12に示す。図10において各出力部のカウント回
路でのカウント数を全て”1”にすると図8でのTYP
E1及び2の様な直線的な特性しか持つことが出来ない
が、このときのカウント回路は図11に示すようにDフ
リップフロップのみで構成することができ、簡略化でき
る。また、ドライバ内部で図12の様に接続して補正用
クロックとその逆相クロックの2相を用いると、各出力
の中間電位印加期間の差は補正用クロックの1/2周期
の期間となる。よって、図9及び図10で示す構成より
も補正用クロックの低周波化と共に低消費電力化が可能
となる。
装置は、表示部分に応じた最適実効電圧値を印加するこ
とができるので、表示ムラを信号電極単位で改善するこ
とができる。また、補正量をアナログ的に変化させてい
ないので、クロストークの増加を防ぐことができる。
用クロックCLKの周波数を変化させることによって、
各中間電位印加期間の比率を保ったまま補正量を調節す
ることも可能である。
について以下に説明する。本実施形態は実施形態1及び
実施形態3の構成を同時に適用したものである。図13
のは、本実施形態における液晶表示装置の回路のブロッ
ク図であり、130は単純マトリクス型液晶表示パネ
ル、131は走査側駆動回路、132は信号側駆動回路
である。同図において、前記走査側駆動回路131の構
成は実施形態1に示した走査側駆動回路と同一の構成で
あり、前記信号側駆動回路132の構成は実施形態3に
示した信号側駆動回路と同一の構成である。なお、本実
施形態においては、走査側駆動回路の非選択電位VC0
と信号側の中間電位VC0は共通のものを用いている。
131及び信号側駆動回路132を用いて駆動したとき
のタイミングチャートを示した図であり、VCOM1、
VCOM2、VCOMa、VSEG1、VSEG2、V
SEGbはそれぞれ図13の走査電極COM1、COM
2、COMa及び信号電極SEG1、SEG2、SEG
bに印加される信号の電位波形である。期間τは走査電
極の選択期間を示し、期間tc1、tc2、tcaはそ
れぞれCOM1、COM2、COMaに対する補正パル
ス印加期間を示す。また、ts1、ts2、tsb(=
0)はそれぞれSEG1、SEG2、SEGbに対する
中間電位印加期間を示す。各走査電極と各信号電極との
交点に形成される各画素に対して印加される電圧波形は
走査電極印加電位140と信号電極印加電位141の差
であり、COM1、COM2、COMaとSEG1、S
EG2、SEGbに関する、走査側基準の電圧波形は図
15〜17の様になる。ここで、V1=VS1−VC
0、V2=VC0−VC3、V3=VC0−VC4、V
4=VS1−VC3、V5=VS1−VC4である。
える期間(tc1、tc2、・・・、tca、・・・)
を各走査電極毎に調整し、信号側の中間電位印加期間
(ts1、ts2、・・・、tsb、・・・)を各信号
電極毎に調整することで、走査電極単位及び信号電極単
位で各画素に対する実効電圧値を調整することができ、
部分による最適実効電圧値の差に起因する表示ムラを改
善する事ができる。また、補正量をアナログ的に変化さ
せていないので、クロストークの増加を防ぐことができ
る。
ターン依存性あるいはクロストーク増加を伴わずに、セ
ル厚ムラ、配向ムラ、熱ムラの影響による液晶表示素子
の各部分の最適電圧値の差に起因する表示ムラを改善し
た液晶表示装置を提供することができる。
よる電圧降下に起因する表示グラデーションのような、
液晶表示素子中の各部の液晶に対して均等な実効電圧値
が加えられない場合に発生する表示ムラについても、本
発明における液晶表示素子の各部に印加する実効電圧値
を調整できるという手段を利用して液晶各部に適切な実
効電圧値を印加するようにすることで改善することが可
能である。
おける走査側駆動回路の特徴を説明するブロック図であ
る。
である。
学的特性の一例である。
ブロック図である。
す図である。
おける信号側駆動回路の特徴を説明するブロック図であ
る。
す図である。
補正特性を示す図である。
ドライバの出力部のブロック図である。
出力部の接続を示す図である。
号側ドライバ出力部のブロック図である。
号側ドライバの出力部の接続を示す図である。
における各駆動回路の特徴を説明するブロック図であ
る。
示す図である。
形成される各画素に加わる電圧波形である。
形成される各画素に加わる電圧波形である。
形成される各画素に加わる電圧波形である。
Claims (4)
- 【請求項1】 信号電極群を設けた信号側基板と、前記
信号電極群と交差配列した走査電極群を設けた走査側基
板とを対向配置させ、前記基板間に液晶を挟持した液晶
表示パネル及び前記信号側基板、走査側基板に各々対応
する様に設けた駆動回路を該液晶表示パネル上または周
辺に設けた液晶表示装置において、表示ムラの原因とな
るパネル各部の最適電圧値の差を補う為に、各走査電極
または各信号電極に印加する電位波形を変化させること
によって液晶表示素子上の各部分に加わる実効電圧値を
調整する実効電圧補正手段を有することを特徴とする液
晶表示装置。 - 【請求項2】 前記実効電圧補正手段は、前記走査電極
に印加する選択パルスまたは信号電極に印加する信号電
位、或いはこれら双方に対して補正パルスを付加し、か
つ補正パルスの幅を各走査電極または各信号電極毎に調
整するものであることを特徴とする請求項1記載の液晶
表示装置。 - 【請求項3】 前記実効電圧補正手段は、前記走査電極
の選択期間中に、該走査電極に対して非選択電位を任意
期間印加し、各走査電極毎に前記非選択電位の印加期間
を調整するものであることを特徴とする請求項1記載の
液晶表示装置。 - 【請求項4】 前記実効電圧補正手段は、前記信号電極
に印加する信号波形に中間電位を任意期間印加し、各信
号電極毎に前記中間電位の印加期間を調節するものであ
ることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
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