JP2007298920A - マトリクス液晶表示方法およびｌｃｄドライバ - Google Patents

Abstract

【課題】フリッカおよびクロストークの両者を同時に低減させる。
【解決手段】画素液晶の１フレーム当りのＯＮ／ＯＦＦのサイクルの異なる組み合わせを階調分だけ用意してＦＲＣテーブルとし、該ＦＲＣテーブルに基づいて階調表示を行うとき、前記ＦＲＣテーブルが、１階調あたりの前記ＯＮ／ＯＦＦのサイクル数が奇数であり、偶数階調に含まれるＯＦＦが最後のサイクルに割り当てられ、奇数階調に含まれるＯＦＦが最初のサイクルに割り当てられているようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、フリッカおよびクロストークの低減を図ったマトリクス液晶表示方法およびＬＣＤドライバに関するものである。

ＳＴＮを使用したマトリクス液晶表示装置は、図７に示すように、走査駆動部１、データ駆動部２、およびマトリクス液晶表示パネル３を備える。そのマトリクス液晶表示パネル３は、走査駆動部１から入力する走査信号が印加する複数の行ラインと、データ駆動部２から入力するデータ信号が印加する複数の列ラインと、その両ラインの各交差点にそれぞれ配置された画素液晶とを有する。走査駆動部１、データ駆動部２は、通常、１個以上のＬＣＤドライバに内蔵される。

このマトリクス液晶表示装置では、マトリクス液晶表示パネル３の例えば最上の行ラインから最下の行ラインにかけて順次走査信号が印加する際に、列ラインにデータ信号を出力させることで、１走査（１フィールド）あたり１つの画像（１フレーム）が表示される。そして、その表示を多階調で行う手法として、ＦＲＣ（フレームレート制御）方式、ＰＷＭ（パルス幅変調）方式、あるいはその両者を組み合わせた複合方式がある。

ＦＲＣ方式は、２以上のフィールドによって１フレーム（１つの階調）を構成するもので、階調数をｍとすると、「ｍ−１」フィールドで１フレームが構成される。例えば、４階調の場合は、ある１つの画素液晶に着目してみると、図８のＦＲＣテーブルに示すように、３フィールドで１フレーム用の画素液晶の階調を表現する。図８において、ＯＮは表示オン（点灯）、ＯＦＦは表示オフ（消灯）である。階調０では３フィールドともＯＦＦ、階調１では第１フィールドだけＯＮ、階調２では第２および第３フィールドでＯＮ、階調３では３フィールドともＯＮとなる（例えば、特許文献１の図６参照）。

ＰＷＭ方式は、当該画素液晶用の行ラインの選択期間中における当該画素液晶のＯＮする時間の割合によって、階調を表現するものである。つまり、１フィールドで１フレーム用の画素液晶の階調を表現する。例えば、４階調の場合は、ある１つの画素液晶に着目してみると、図９に示すように、行選択期間を３分割して行う。階調０では全期間がＯＦＦ、階調１では１／３期間だけＯＮ、階調２では２／３期間だけＯＮ、階調３では全期間ＯＮとなる。

複合方式は、行選択期間を複数に分割してＰＷＭ方式で表現したものを、２以上のフィールドで組み合わせて、階調を表現するものである。行選択期間を２分割した場合、階調数をｍとすると、１フレームあたり「（ｍ−１）／２」フィールドを必要とする。例えば、５階調の場合は、ある１つの画素に着目してみると、図１０に示すように、行選択期間を２分割して、２フィールドで１フレーム用の画素液晶の階調を表現する。階調０では第１フィールドの行選択期間の全部と第２フィールドの行選択期間の全部がＯＦＦ、階調１では第１フィールドの行選択期間の前半がＯＮでその後半と第２フィールドの行選択期間の全部がＯＦＦ、階調２では第１および第２フィールドの行選択期間の前半がＯＮで後半がＯＦＦ、階調３では第１フィールドの行選択期間の全部と第２フィールドの行選択期間の前半がＯＮで第２フィールドの行選択期間の後半がＯＦＦ、階調４では第１フィールドの行選択期間の全部と第２フィールドの行選択期間の全部がＯＮとなる。
特開平５−４５６２０号公報

ところが、ＦＲＣ方式は、「ｍ−１」フィールドで１フレームが構成されるので、フィールド数が多く必要となり、フリッカが目立つ問題がある。これは動作周波数を高くすれば改善できるが、今度は選択した液晶以外の液晶にも影響が及んでクロストークが増大する別の問題が生じる。

ＰＷＭ方式は、１フィールドで１フレームが構成されるので、フリッカは非常に少なくなるが、行選択期間の分割数が多くなるので、表示の周波数成分が高くなり、クロストークが増大し、消費電流も増大する。

複合方式は、「（ｍ−１）／２」フィールドで１フレームが構成されるので、ＦＲＣ方式よりもフリッカは少なくなるが、表示の周波数成分が高いので、クロストークが目立つ。また、ｍが２乗＋１となるので、ビット数を多く必要とし、コンピュータ処理になじまない。

本発明の目的は、フリッカおよびクロストークの両者を同時に低減させた液晶表示方法およびこれを用いたＬＣＤドライバを提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明のマトリクス液晶表示方法は、走査信号が印加する複数の行ラインとデータ信号が印加する複数の列ラインとの各交差点にそれぞれ画素液晶を配置したマトリクス液晶表示パネルの当該画素液晶の１フレーム当りのＯＮ／ＯＦＦのサイクルの異なる組み合わせを階調分だけ用意してＦＲＣテーブルとし、該ＦＲＣテーブルに基づいて階調表示を行うマトリクス液晶表示方法において、前記ＦＲＣテーブルが、１階調あたりの前記ＯＮ／ＯＦＦのサイクル数が奇数であり、偶数階調に含まれるＯＦＦが最後のサイクル側に割り当てられ、奇数階調に含まれるＯＦＦが最初のサイクル側に割り当てられていることを特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のマトリクス液晶表示方法において、各フィールドの行選択期間が２分割され、連続するフィールドの各分割区間に前記ＦＲＣテーブルの各サイクルが正順序と逆順序で交互に割り当てられることを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項２に記載のマトリクス液晶表示方法において、前記各フィールドの前記２分割の区間でＯＮ又はＯＦＦが連続することを特徴とする。
請求項４にかかる発明のＬＣＤドライバは、請求項１乃至３のいずれか１つのマトリクス液晶表示方法を用いたことを特徴とする。

本発明によれば、従来のＦＲＣ方式に比べて２倍の速度でＯＮ／ＯＦＦのサイクルが完結するので、フリッカが減少する。また、従来のＰＷＭ方式や複合方式に比べて、表示の周波数成分が低くなり、クロストークも減少する。さらに、ＯＮ／ＯＦＦのサイクルの完結する速度は２倍でも動作周波数は２倍にしなくてよいので、消費電流も減少する。さらに、実施のための回路規模は従来のＦＲＣ方式と同じ程度で済み、集積回路化した際でもサイズが増加することはない。

本発明では、ＦＲＣ方式を採用しながらも、ＯＮ／ＯＦＦのサイクルが完結する期間（１フレーム）で必要となるフィールド数を従来のＦＲＣ方式の１／２に減らすことで、フリッカを低減させる。また、行選択期間を２分割し、ＯＮ／ＯＦＦのサイクルを正順序で行選択期間に詰め込むが、次はそのＯＮ／ＯＦＦのサイクルを逆順序で折り返して詰め込み、各フィールドでＯＮ又はＯＦＦを連続させ、行選択期間内でのＯＮ／ＯＦＦ切り替えを不要にして、表示の周波数成分を低減させ、クロストークおよび消費電流を低減させる。

本実施例では、階調数がｍ（０〜ｍ−１）の場合、偶数階調に含まれるＯＦＦは右端（最後のサイクル）に寄せ、奇数階調に含まれるＯＦＦは左端（最初のサイクル）に寄せたＦＲＣテーブルを使用する。

図１は階調数ｍが４の場合のＦＲＣテーブルである。偶数階調（０，２）のＯＦＦは右端に、奇数階調（１）のＯＦＦは左端に寄せている。階調０はＯＮ／ＯＦＦのサイクルの全部がＯＦＦである。階調１は最後のサイクルがＯＮで他はＯＦＦである。階調２は最後のサイクルがＯＦＦで他はＯＮである。階調３はサイクルの全部がＯＮである。

図１のＦＲＣテーブルをフィールドに割り当てるときは、図２に示すように、１フィールド当りの当該画素液晶の行選択期間を２分割し、１番目のフィールドの行選択期間の前半と後半にＯＮ／ＯＦＦのサイクルの１番目と２番目を割り当て、２番目のフィールドの行選択期間の前半にＯＮ／ＯＦＦのサイクルの３番目を割り当てる。なお、図２ではＯＦＦを黒丸●で、ＯＮを白丸○で表した。２番目のフィールドの行選択期間の後半に、次のＦＲＣテーブルのＯＮ／ＯＦＦが混ざるが、ＳＴＮ液晶は応答速度が遅く、行電極と列電極間に印加された電圧の実効値に応答するので、長期的には目的とする実効電圧を得ることができる。

２番目のフィールドの行選択期間の後半からは、図３に示すように、そのＯＮ／ＯＦＦのサイクルを図１の場合を正順序とすると、これと逆順序にして折り返して詰め込む。この結果、１番目のフィールドの行選択期間の全部と２番目のフィールドの行選択期間の前半で１つのフレームの画素液晶の階調が表現され、２番目のフィールドの行選択期間の後半と３番目のフィールドの行選択期間の全部で次のフレームの画素液晶の階調が表現される。そして、各フィールドの行選択期間の前半と後半はＯＮが連続し又はＯＦＦが連続し、つまり行選択期間の全期間に亘ってＯＮ又はＯＦＦになっている。

このように、階調数ｍが４の場合、１フレーム分のＯＮ／ＯＦＦのサイクルが１．５フィールドで表され、従来の図８で説明した３フィールドに対して１／２フィールドになるので、フリッカを低減できる。表示の周波数成分が低下して、クロストークを低減でき、消費電流も低減できる。また、各フィールドの行選択期間は全期間に亘ってＯＮ又はＯＦＦのいずれかになり、行選択期間内でのＯＮ／ＯＦＦ切り替えが必要ないので、表示の周波数成分が低下し、クロストークを低減できる。また、図１で示したＦＲＣテーブル規模は図８で示した規模と同じであるので、回路規模が大きくなることもない。

図４に、階調数ｍが８（＝２^３）の場合のＦＲＣテーブルを示す。前記同様に、偶数階調（０，２，４，６）のＯＦＦは右端（最後のサイクル）に寄せ、最大階調を除く奇数階調（１，３，５）のＯＦＦは左端（最初のサイクル）に寄せている。図５に、１番目のＦＲＣテーブルとそれに続く２番目のＦＲＣテーブル、つまり２フレーム分のテーブルを示す。２番目のフレームでは図４に示したＦＲＣテーブルを折り返している。図５では各フィールドがＯＮ又はＯＦＦのいずれかであるので、これをまとめると、図６に示すようになる。

このように、階調数ｍが８の場合では、３．５フィールドでＯＮ／ＯＦＦのサイクルが完結する（従来のＦＲＣ方式では７フィールド必要）ので、フリッカが低減し、また行選択期間内でのＯＮ／ＯＦＦ切り替えが必要ないのでその周波数成分が低くなり、クロストークが少なく、消費電流も低減できる。

本発明の実施例１の４階調の場合のＦＲＣテーブルの説明図である。 図１のＦＲＣテーブルをフィールドに割り当てた説明図である。 図１のＦＲＣテーブルを２フレームに亘ってフィールドに割り当てた説明図である。 本発明の実施例２の８階調の場合のＦＲＣテーブルの説明図である。 図４のＦＲＣテーブルを２フレームに亘ってフィールドに割り当てた説明図である。 図５の各フィールドを簡素化した説明図である。 マトリクス液晶表示装置の概略説明図である。

符号の説明

１：走査駆動部
２：データ駆動部
３：マトリクス液晶表示パネル

Claims (4)

1. 走査信号が印加する複数の行ラインとデータ信号が印加する複数の列ラインとの各交差点にそれぞれ画素液晶を配置したマトリクス液晶表示パネルの当該画素液晶の１フレーム当りのＯＮ／ＯＦＦのサイクルの異なる組み合わせを階調分だけ用意してＦＲＣテーブルとし、該ＦＲＣテーブルに基づいて階調表示を行うマトリクス液晶表示方法において、
   前記ＦＲＣテーブルは、１階調あたりの前記ＯＮ／ＯＦＦのサイクル数が奇数であり、偶数階調に含まれるＯＦＦが最後のサイクル側に割り当てられ、奇数階調に含まれるＯＦＦが最初のサイクル側に割り当てられていることを特徴とするマトリクス液晶表示方法。
2. 請求項１に記載のマトリクス液晶表示方法において、
   各フィールドの行選択期間が２分割され、連続するフィールドの各分割区間に前記ＦＲＣテーブルの各サイクルが正順序と逆順序で交互に割り当てられることを特徴とするマトリクス液晶表示方法。
3. 請求項２に記載のマトリクス液晶表示方法において、
   前記各フィールドの前記２分割の区間でＯＮ又はＯＦＦが連続することを特徴とするマトリクス液晶表示方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つのマトリクス液晶表示方法を用いたことを特徴とするＬＣＤドライバ。

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