JP2005148603A - 液晶表示パネルの駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 単純マトリックス液晶表示パネルにおいて、全画面を表示する時と画面の一部分のみ表示する時が混在する場合に、ドライバーＩＣの設計が簡単でかつ部分表示時に消費電力を減少させる駆動方法。
【解決手段】 全画面を表示する高Ｄｕｔｙ駆動ではＭＬＡ法を用い、部分表示をする低Ｄｕｔｙ駆動ではＳＡ法を用いる。ＳＡ法と３本選択ＭＬＡ＋ダミー法では使用される電圧構成が同じであることから、ドライバーＩＣの構成を変えずに駆動できる。各駆動方法における使用電圧範囲の特徴は、同一Ｄｕｔｙで比較するとＭＬＡ法では走査側の電圧が低く、ＳＡ法では高い。従って、全画面表示ではＭＬＡ法を、部分表示ではＳＡ法を用いることにより一定の電圧範囲内で駆動できることとなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＳＴＮ液晶等を用いた単純マトリクス型液晶表示パネルを駆動する方法に関し、特に携帯電話等で使用していないときに画面の一部分に時計表示などをさせる液晶表示パネルの駆動方法に関する。

単純マトリクス型液晶表示パネルは、行電極群と列電極群との間に液晶層を保持してマトリクス状の画素を設けて構成されたものであり、この単純マトリクス型液晶表示パネルの駆動方法としては、電圧平均化法、ＳＡ法、ＭＬＡ法等がある。

電圧平均化法は、各行電極を順次１本ずつ選択し、選択されるタイミングに合わせて、全列電極に点灯及び消灯に相当するデータ信号を与える単純マトリクス型液晶表示パネルの駆動方法である。従って、各画素に印加される電圧は、全行電極を選択する１フレーム周期Ｔに１回だけ高い印加電圧となり、残りの非選択時間は一定のバイアス電圧となる。この電圧平均化法では、使用される液晶材料の応答速度が遅い場合には、１フレーム周期における印加電圧波形の実効値に応じた輝度の変化が得られ、実用上適度のコントラストを維持する。しかしながら、分割数が多くなりフレーム周波数が下がると、１フレーム周期と液晶の応答時間との差が小さくなり、液晶は印加されたパルス毎に応答し、フレーム応答現象と呼ばれる輝度のチラツキが現われコントラストが低下する。

ＳＡ法は、スマート・アドレッシング法と呼ばれる単純マトリクス型液晶表示パネルの駆動方法である。電圧平均化法とＳＡ法は、いずれも各行電極を順次１本づつ選択し、選択されるタイミングに合わせて全列電極に点灯及び消灯に相当するデータ信号を与えるものであるが、隣り合うフレームのコモンの非選択レベルが、電圧平均化法では異なりＳＡ法では同じである。従って、ＳＡ法でも分割数が多くなりフレーム周波数が下がると、電圧平均化法と同様にフレーム応答現象と呼ばれる輝度のチラツキが現われコントラストが低下する。また、コモンの駆動波形が非選択レベルを中心に正極性側と負極性側に電圧を印加するため、ＩＣの耐圧は電圧平均化法に比べ２倍必要となる。

ＭＬＡ法は、複数ライン同時選択法とも呼ばれるものであり、複数の行電極を同時に選択することによって、見掛けの高周波数化を図り、電圧平均化法及びＳＡ法で問題となったフレーム応答現象を抑制する駆動方法である。ＭＬＡ法の駆動方法は、複数の行電極を同時に選択しながら、且つ各画素を独立に表示させるようにするもので、直交関数の組により表される複数の行信号を選択時間毎に組順次で行電極群に印加する組順次走査を行うと共に、直交関数の組と選ばれた画素データの組との積和演算を逐次行い、その結果に応じた電圧レベルを有する列信号を前記組順次走査に同期して前記選択時間中に列電極群に印加している（例えば、特許文献１ 参照。）。

上記のように、ＳＡ法は分割数が多くなるとフレーム応答現象と駆動電圧が高くなるという欠点があるが、分割数が少ない場合にはフレーム応答現象は無く、駆動電圧も低くでき、ＭＬＡ法に比べ積和演算等が無いので消費電力を小さくすることが出来る。

また、ＭＬＡ法は積和演算を行う関係でメモリからの読み出し回数が増えロジック回路部分での消費電力がＳＡ法に比べ多くなるという欠点があるが、分割数が多い場合にもフレーム応答現象がないという利点がある。

次に、各方式の信号電極、走査電極に必要な電圧レベルについて、図２に電圧平均化法の使用電圧構成を、図３にＳＡ法、ＭＬＡ法の使用電圧構成を示す。

図２において、電圧平均化法では走査側に必要な電圧はＶ１、Ｖ２、Ｖ５、Ｖ６で、信号側に必要な電圧は、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ６である。図３において、ＳＡ法では走査側がＶＣＨ、ＶＭ、ＶＣＬで、信号側がＶＳＨ、ＶＳＬである。また、ＭＬＡ法では同時選択走査ライン数を３本とし、１本ダミー走査電極を入れることにより信号側の使用電圧は２レベルとなりＳＡ法と同じＶＳＨ、ＶＳＬになる。
特開平６−２３６１６７号公報

単純マトリクス型液晶表示パネルにおいて全画面を表示する時と画面の一部分のみを表示する時が混在する場合に、同一の駆動方法で駆動させるとＤｕｔｙの違いから動作電圧が異なった範囲を使うようになり、ドライバーＩＣの出力部分の設計が複雑になる。また、Ｄｕｔｙを変えずに一部分だけ表示させると動作電圧範囲は変わらないが消費電力は下がらない。以上のことから解決しようとする課題は、ドライバーＩＣの設計が簡単で、なおかつ部分表示時に消費電力を減少させることである。

本発明は上記課題を解決するために、単純マトリクス型液晶表示パネルの駆動方法において、液晶表示パネルの全画面を表示するときはＭＬＡ駆動を用い、画面の一部分のみ表示する場合はＳＡ駆動を用いる構成とした。

二つの駆動方法を比較した場合、駆動電極の構成においては、ＳＡ法と３本選択ＭＬＡ＋ダミー法では同じであることから、ドライバーＩＣの構成を変えることなく両方の駆動方法を用いて液晶パネルを駆動することができる。

また駆動電極の使用電圧範囲においては、同一Ｄｕｔｙでは走査側の電圧がＭＬＡ法で低くなり、ＳＡ法では高くなる。信号側についてはほぼ同じである。従って、全画面を表示する高Dutyの場合ではＭＬＡ法で駆動し、部分表示をする低Ｄｕｔｙの場合ではＳＡ法で駆動することにより、走査電極を一定の電圧範囲内で駆動することが出来る。

本発明の液晶表示パネルの駆動方法では、部分表示をＳＡ駆動とすることにより、ＭＬＡ駆動に比べてＲＡＭの読み出し回数が減少し、さらに演算回路が停止することで消費電力が小さくなる。また、全画面表示をＭＬＡ駆動とし部分表示をＳＡ駆動とすることにより、二つの駆動で使用する電圧が近くなることからドライバーＩＣの駆動電極の使用電圧範囲が狭くてよいので、トランジスタや電源発生回路等の設計を簡略化でき、チップサイズが小さくなるので安価なドライバーＩＣを提供することが可能となる。

本発明の液晶表示パネル駆動方法では、全画面表示ではＭＬＡ法を用い、部分表示ではＳＡ法を用いた。使用電圧構成は、図３に示した構成と同じである。
全画面表示で用いたＭＬＡ法は、３本選択ＭＬＡ＋ダミー法である。３本選択ＭＬＡ＋ダミー法は４本選択ＭＬＡ法の行電極３本を表示に使い１本を仮想電極として扱う方法で、１フレームは４つのサブフレームに分かれる。各々のサブフレームは画面上部よりコモン電極を３本ずつ選択して、それに対応した画像データ３行分をＲＡＭより読み出し、行関数と積和演算をしてセグメント電極の電位を決定する。したがって、１フレーム中にセグメント電極の電位は表示行数の４／３倍の回数分計算され決定される。
部分表示で用いたＳＡ法は、表示する部分の上部より行電極を１本ずつ選択してその行に対応した画像データをＲＡＭより読み出し、そのデータがそのままセグメント電極の電位を決定する。
上記のようにＭＬＡ法は、ＳＡ法に比べＲＡＭの読み出し回数が、
表示行数×３×（４／３）
と４倍になり、加えてＭＬＡ法は行関数の演算も必要になり消費電力が大きくなる。
高Ｄｕｔｙ駆動では課題で述べたフレーム応答現象を抑えるためにＭＬＡ法で駆動する必要があるが、低Ｄｕｔｙ駆動ではフレーム応答現象が無いのでＳＡ法でも十分といえる。
本発明においては、低Ｄｕｔｙ駆動である部分表示でＳＡ法を用いることにより、消費電力を小さくしている。この時、走査する電極は部分表示に対応した電極のみとすることで、更に消費電力を小さくすることも可能である。

図１に、走査電極が８４本のＳＴＮ液晶パネルを、全画面を表示するときはＭＬＡ法を用い、２４本のみを表示するときはＳＡ法を用いて駆動した場合の使用電圧の一例を示す。

全画面を表示する時は、ＭＬＡ法で１／８４Ｄｕｔｙになり
ＶＣＨ＝９．０３Ｖ
ＶＳＨ＝２．８７Ｖ
ＶＭ＝１．４４Ｖ
ＶＣＬ＝−６．１６Ｖ
となる。

全画面中２４本だけ表示する時は、ＳＡ法で１／２４Ｄｕｔｙになり
ＶＣＨ＝９．０３Ｖ
ＶＳＨ＝３．０６Ｖ
ＶＭ＝１．５３Ｖ
ＶＣＬ＝−５．９７Ｖ
となる。

当然、液晶のＶｔｈが変わると駆動電圧も変わるが、上記のＭＬＡ法とＳＡ法の電圧の比例関係に変化はない。

同一の駆動方法で１／８４Ｄｕｔｙと１／２４Ｄｕｔｙを駆動した場合は、ＶＣＨ、ＶＣＬの使用電圧の差は１．５倍以上あり、同じ出力トランジスタを用いた場合、出力特性を広範囲に一定にさせる必要がある。しかしながら、本発明の駆動方法に寄れば、ドライバーＩＣの駆動電極の使用電圧範囲が狭くてよいので、トランジスタや電源発生回路等の設計を簡略化でき、チップサイズを小さくできる。

本発明の駆動法による使用電圧 電圧平均化法の使用電圧構成を示す図である。 ＳＡ法,MLA法の使用電圧構成を示す図である。

Claims (4)

1. 行電極群と列電極群との間に液晶層を保持してマトリクス状に画素を設けた液晶表示パネルを、与えられた画素データに従って駆動する液晶表示パネルの駆動方法において、液晶表示パネルの全画面を表示するときはＭＬＡ駆動を用い、画面の一部分のみ表示する場合はＳＡ駆動を用いることを特徴とする液晶表示パネルの駆動方法。
2. 前記ＭＬＡ駆動は、走査電極を３本同時に選択し、そこに仮想ラインを１本加え、信号電極の出力電圧を２レベルのみとしたことを特徴とする請求項１の液晶表示パネルの駆動方法。
3. 画面の一部分のみ表示する場合、走査する電極数も一部分としたことを特徴とする請求項１の液晶表示パネルの駆動方法。
4. 前記ＳＡ駆動は、ＭＬＡ駆動回路の一部を使うことを特徴とする請求項１の液晶表示パネルの駆動方法。

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