(57)【要約】【課題】　多階調化を図りつつ残像現象を防止した液晶駆動方法と液晶表示装置を提供する。【解決手段】 複数の正側の階調電圧を形成する直列抵抗と複数の負側の階調電圧を形成する直列抵抗とからなる抵抗分圧回路により正側及び負側の複数からなる階調電圧を形成するとともに、信号振幅が小さくなるに従って正側の階調電圧と負側の階調電圧との平均値が、コモン電圧に対して増大するように上記各階調電圧を形成してＴＦＴ液晶表示パネルを駆動する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗分圧回路により正側及び負側の複数からなる階調電圧を形成するとともに、信号振幅が小さくなるに従って正側の階調電圧と負側の階調電圧との平均値が、コモン電圧に対して増大するように上記各階調電圧を形成し、表示信号に対応して上記各階調電圧をＴＦＴ液晶表示パネルに供給することを特徴とする液晶駆動方法。
【請求項２】
複数からなる階調電圧の信号振幅が小さくなるに従って正側の階調電圧と負側の階調電圧との平均値が、コモン電圧に対して増大するように抵抗比が設定されて各階調電圧を設定する抵抗分圧回路と、上記階調電圧を出力するバッファ回路と、表示信号に従った階調電圧をＴＦＴ液晶表示パネルに供給する液晶ドライバとを備えてなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
上記抵抗分圧回路の両端には、最大振幅電圧と基準電圧との加算電圧と減算電圧とが交流化信号により交互に供給されるとともに、２つの中点を設けて調整可能にされた中点電圧が交流化極性に応じて供給されるものであることを特徴とする請求項２の液晶表示装置。
【請求項４】
複数からなる階調電圧の信号振幅が小さくなるに従って正側の階調電圧と負側の階調電圧との平均値が、コモン電圧に対して増大するように抵抗比が設定されて各階調電圧を設定する抵抗分圧回路と、表示信号に従った階調電圧が供給されるＴＦＴ液晶表示パネルとを備えてなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
表示信号に従った階調電圧を上記ＴＦＴ液晶表示パネルに供給する液晶ドライバを備えてなることを特徴とする請求項４の液晶表示装置。
【請求項６】
上記階調電圧を出力するバッファ回路を備えてなることを特徴とする請求項４の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　この発明は、液晶駆動方法と液晶表示装置に関し、特にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）液晶表示パネルにより多階調表示を行うものに利用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　ＴＦＴを搭載したアクティブマトリックス構成のカラー液晶表示装置に関しては、例えば日経マグロウヒル社、１９８４年９月１０日付『日経エレクトロニクス』頁２１１等がある。ＴＦＴ液晶表示装置は、小型低消費電力のディスプレイ装置として、主としてマイクロコンピュータシステムにおけるモニター等に用いられているが、オフィスオートメーション用機器におけるディスプレイ装置として多階調、多色カラー表示の要求が強い。このような多色表示用のドライバーとして、階調電圧を出力させるＣＭＯＳスイッチを用いたものがある。このようなドライバの例としては、（株）日立製作所１９９０年３月発行『日立ＬＣＤドライバーデータブック』がある。
【０００３】
【非特許文献１】日経エレクトロニクス　１９８４年９月１０日付　頁２２１
【非特許文献２】日立ＬＣＤドライバーデータブック　１９９０年３月発行
【０００４】
図４に示すように多階調表示を行うための従来の液晶の駆動電圧は、各階調電圧Ｖsig1〜Ｖsignが、基準電圧ＶＣを平均値として交流化されるものである。この基準電圧ＶＣはノーマリィホワイトの場合には白信号としても用いられる。等価的にキャパシタとして作用する画素電極においては、ＴＦＴトランジスタのゲート電極からの飛び込み電圧が発生する。この飛び込み電圧は、残像現象の原因となるので、これを防ぐために、ＴＦＴ液晶表示パネルの共通電極に与えられる電圧Ｖcom が基準電圧ＶＣからずらして飛び込み電圧をキャンセルさせるような直流電圧ＶＤＣが加えるようにするものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　上記の飛び込み電圧のキャンセル方法では、各階調電圧に対する飛び込み量が同じであることを前提としている。しかしながら、本願発明者の研究によれば、図３に示すように階調電圧が大きくなるに従い飛び込み量が減り階調電圧の平均値Ａに近ずくということが判明した。すなわち、上記のような飛び込み量を考慮した最適Ｖcom は、階調電圧Ｖsig の増大に対応して曲線Ｂのように変化することが判った。しかしながら、共通電極は表示パネルに対して１個だけ設けられるものであり、時間的にも空間的にも画素に供給される階調電圧は区々となるから、それぞれの画素の階調電圧に対応して逐一共通電極の電圧を調整することは不可能である。
【０００６】
　この発明の目的は、多階調化を図りつつ残像現象を防止した液晶駆動方法と液晶表示装置を提供することにある。
【０００７】
　この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
　本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、抵抗分圧回路により正側及び負側の複数からなる階調電圧を形成するとともに、信号振幅が小さくなるに従って正側の階調電圧と負側の階調電圧との平均値が、コモン電圧に対して増大するように上記各階調電圧を形成してＴＦＴ液晶表示パネルを駆動する。
【０００９】
　上記した手段によれば、共通電極の電圧に対して、各階調電圧の正電圧と負電圧を非対称にして平均値を最適に設定できるから、多階調化を図りつつ残像現象を防止できる。
【発明の効果】
【００１０】
　本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、抵抗分圧回路により正側及び負側の複数からなる階調電圧を形成するとともに、信号振幅が小さくなるに従って正側の階調電圧と負側の階調電圧との平均値が、コモン電圧に対して増大するように上記各階調電圧を形成してＴＦＴ液晶表示パネルを駆動することにより、共通電極の電圧に対して各階調電圧の平均値をそれぞれに最適に設定できるから、多階調化を図りつつ残像現象を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
　図１には、この発明に係る液晶表示装置の一実施例の概略構成図が示されている。この実施例では、階調電圧を発生させる回路が中心に示されており、液晶表示パネルＴＦＴ−ＬＣＤのゲートドライバ（走査線駆動回路）や、表示信号を入力する回路及びタイミング制御回路等は省略されている。
【００１２】
　加算回路４は、基準電圧ＶＣと信号電圧ＶＳとを加算して正の最大値電圧＋Ｖ１（ＶＣ＋ＶＳ）を形成する。減算回路５は、基準電圧ＶＣから信号電圧ＶＳを減算して負の最大値電圧−Ｖ１（ＶＣ−ＶＳ）を形成する。これらの電圧は、スイッチ６とスイッチ７を介して階調電圧を形成する抵抗分圧回路の両端に供給される。すなわち、スイッチ６とスイッチ７は、タイミング信号３によりスイッチ制御されて、スイッチ６が正の最大値電圧＋Ｖ１（ＶＣ＋ＶＳ）を出力しているときには、スイッチ７が負の最大値電圧−Ｖ１（ＶＣ−ＶＳ）を出力する。タイミング信号３が反転すると、スイッチ６が負の最大値電圧−Ｖ１を出力し、スイッチ７が正の最大値電圧＋Ｖ１を出力するように切り替えられる。
【００１３】
　抵抗分圧回路は、直列抵抗から構成されて上記両端から正の最大値Ｖ１（＋Ｖ１）、負の最大値Ｖ１’（−Ｖ１）が出力される。そして、抵抗の相互接続点から正極性用と負極性用の各階調電圧Ｖ２・・・・Ｖｎ、Ｖｎ’・・・・Ｖ２’が形成される。この実施例では、図２の波形図に示されているように、上記の各階調電圧Ｖ２とＶ２’のペア〜ＶｎとＶｎ’のペアのように信号振幅が小さくなるに従ってそれぞれの平均値がコモン電圧Ｖcom に対して、増大するよう正の最大値電圧＋Ｖ１と負の最大値電圧−Ｖ１の中心値ＶＣに対して非対称にされる。
【００１４】
　図１において、抵抗分圧回路により形成された階調電圧は、上側の分圧抵抗回路からボルテージフォロワ回路等のバッファ９を通して正極性の階調電圧Ｖ１〜Ｖｎ、下側の分圧抵抗回路から負極性の階調電圧Ｖｎ’〜Ｖ１’として出力される。同図では、上記スイッチ６と７の接続例に対応して階調電圧の極性が示されている。上記スイッチ６と７の切り替えにより、上側の分圧抵抗回路から負極性のＶ１〜Ｖｎが出力され、下側の分圧抵抗回路から正極性のＶｎ’〜Ｖ１’が出力される。
【００１５】
　上側の抵抗分圧回路により形成された階調電圧は、液晶表示パネルＴＦＴ−ＬＣＤの上側のドレインドライバ１０に供給され、下側の抵抗分圧回路により形成された階調電圧は、液晶表示パネルＴＦＴ−ＬＣＤの下側のドレインドライバに供給される。上記液晶表示パネルＴＦＴ−ＬＣＤのドレイン線（信号線）は、奇数と偶数に分けられ、特に制限されないが、奇数番目のドレイン線は上側のドレインドライバ１０により駆動され、偶数番目のドレイン線は下側のドレインドライバ１１により駆動される。そして、上記両ドレインドライバ１０と１１とによって、隣接するドレイン線が互いに逆極性の駆動信号が供給される。
【００１６】
　上記のように階調電圧発生回路側で、交流化信号により極性を切り替える構成では、ドレインドライバのスイッチの数を減らすことができる。すなわち、同じスイッチにより表示信号に対応して正の駆動電圧と負の駆動電圧の両方を出力させることができるからである。
【００１７】
　上記抵抗分圧回路の中点には、調整可能にされた中点電圧Ｖasc が供給される。この中点電圧Ｖasc は、補正電圧として用いられる。すなわち、この電圧を調整することにより、上記抵抗分圧回路により形成される階調電圧Ｖ１からＶ１’までの全階調電圧を正又は負側にシフトさせることができる。そして、この実施例のように階調電圧発生回路側で極性を切り替える構成では、図２のように非対称にされた駆動電圧に対応させるために、中点電圧Ｖasc がスイッチ８を介して切り替えられ分圧抵抗回路に供給される。このスイッチ８も、前記スイッチ６や７と同様にタイミング信号３により同期して切り替えられる。なお、上記このスイッチを省略して中点電圧Ｖasc を分圧抵抗回路の固定点に供給しても良い。
【００１８】
　図５は本発明の他の実施例を示す図である。図１に示す実施例と異なるのは上記このスイッチを省略して中点電圧Ｖasc を分圧抵抗回路の固定点に供給している点である。図６は各部の電圧関係を説明する図である。今図５において説明を簡単にするためＲｎ＝Ｒｎ’とし、ｎ＝８とした例を考えると、図６（ａ）に示すとおりとなる。
【００１９】
　図６（ｂ）は横軸を図６（ａ）に対応させて縦軸に各電圧Ｖ１〜Ｖ１’、Ｖasc 、ＶＣ及びＶcom の電位関係を示したものである。但し、図６はスイッチ６、７が図５に示す状態にある時点を示し、スイッチ６、７が切り替わった時点では各電圧Ｖ１〜ＶｎとＶ１’〜Ｖｎ’の関係は入れ替わる。
【００２０】
　図６（ａ）においてＲ８の端部の電位はＶasc に設定され、電圧Ｖ１及びＶ１’の電位はそれぞれ＋Ｖ１、−Ｖ１に設定されるので、各階調電圧Ｖ１〜Ｖｎ、Ｖ１’〜Ｖｎ’は＋Ｖ１とＰで結ばれる直線上及び−Ｖ１とＰで結ばれる直線上に存在する。従って、中点電圧Ｖasc をＶＣからずらすと、Ｖ２とＶ２’のペア〜ＶｎとＶｎ’のペアの平均値Ａはｎが大きくなるに従ってＶｃからＶasc に向かって変化する。
【００２１】
　一方、ＶＣはコモン電圧Ｖcom に対しＶＤＣ分ずらして設定されるので、平均値Ａからコモン電圧Ｖcom を見ると図７に示すようにｎが大きくなるに従ってＶＤＣよりもずれていく。従って、中点電圧Ｖasc を最適な値に設定することにより図７に示すように、等価的にコモン電圧Ｖcom の値を曲線Ｂに示すような最適な値にすることができる。
【００２２】
　また、以上に述べた実施例では、１フレーム（１画面の表示期間）毎に交流化のための極性を切り換えると、比較的低い周波数により極性反転が行われて交流化に伴う画面のチラツキが問題になる。そこで、１フレーム中の複数走査線毎に極性を切り換えて、交流化周波数を数百Ｈｚのように高くして交流化に伴うチラツキを防止することができる。このため、この実施例でもタイミング信号は、ｍフレーム目のときと次のｍ＋１フレームのときでは極性が異なるようにされる。同図には、タイミング信号が１周期分が例示的に示されているが、実際には１つのフレーム中に複数サイクルに変化して、交流化周波数を数百Ｈｚのように高くするものである。
【００２３】
　上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りである。すなわち、
（１）　抵抗分圧回路により正側及び負側の複数からなる階調電圧を形成するとともに、信号振幅が小さくなるに従って正側の階調電圧と負側の階調電圧との平均値が、コモン電圧に対して増大するように上記各階調電圧を形成してＴＦＴ液晶表示パネルを駆動することにより、共通電極の電圧に対して各階調電圧の平均値をそれぞれに最適に設定できるから、多階調化を図りつつ残像現象を防止できるという効果が得られる。
（２）　複数の階調電圧を形成する抵抗分圧回路の両端には、最大振幅電圧と基準電圧との加算電圧と減算電圧とが交流化信号により交互に供給されるとともに、２つの中点には調整可能にされた中点電圧が上記交流化極性に応じて供給させることにより、同じ出力端子から非対称にされた両極性の階調電圧を出力させることができるからドレインドライバの簡素化を図ることができるとうい効果が得られる。
【００２４】
　以上本発明者よりなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、階調電圧＋Ｖ１〜＋Ｖｎと−Ｖ１〜−Ｖｎを固定的に形成するときには、前記のような加算回路や減算回路を省略できるので、ドレインドライバ側のスイッチが増加する反面、階調電圧発生回路側の簡素化を図ることができる。それ故、階調数が少ないときには有利になるものである。この場合には、上記中点電圧Ｖasc を省略してコモン電圧Ｖcom に可変にして調整を行うようにしてもよい。また、カラー表示を行わせる場合には、ＴＦＴ液晶表示パネルの各画素に３原色カラーフィルタが設けらるようにすればよい。
【００２５】
この発明は、ＴＦＴ液晶表示パネルを用いて階調表示を行われる液晶駆動方法及び液晶表示装置として広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明に係る液晶表示装置の一実施例を説明するための概略構成図である。
【図２】この発明に係る液晶駆動方法及び液晶表示装置における各電圧を説明するための波形図である。
【図３】階調電圧と最適コモン電圧との関係を説明するための特性図である。
【図４】従来の多階調駆動信号の一例を説明すための波形図である。
【図５】この発明に係る液晶表示装置の他の実施例を説明するための概略構成図である。
【図６】この発明に係る液晶駆動方法の他の実施例における各部の電圧関係を説明するための図である。
【図７】この発明に係る液晶駆動方法の階調電圧と最適コモン電圧との関係を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２７】
　３…タイミング信号（交流化信号）、４…加算回路、５…減算回路、６〜８…スイッチ、９…バッファ、１０，１１…ドレインドライバ、ＴＦＴ−ＬＣＤ…液晶表示パネル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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