JP2661473B2

JP2661473B2 - 表示素子の駆動方法とその駆動方法を実現する駆動回路及び表示装置

Info

Publication number: JP2661473B2
Application number: JP4208716A
Authority: JP
Inventors: 尚英脇田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-08-05
Filing date: 1992-08-05
Publication date: 1997-10-08
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: JPH06289368A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は表示素子、特に強誘電性
液晶やプラズマディスプレイなどの記憶効果を有する表
示素子の階調表示を容易にする表示素子の駆動方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の、複数の行電極と列電極間に光変
調媒体を挟んだマトリクス型ディスプレイの駆動方法
は、行電極を１ラインずつ順次選択し（線順次走査）、
選択した期間に行電極上の画素データに応じて列電極に
選択または非選択パルス、あるいは中間の電圧を印加
し、画像情報を順次書き込むものであった。

【０００３】選択していない行電極（非選択行電極）に
は、列電極への印加パルスによりクロストーク電圧が印
加されるので、非選択行電極への印加電圧はクロストー
ク電圧がしきい値電圧以下となるように設定されてい
る。

【０００４】(図５)は、液晶パネルで一般的に用いられ
ている電圧平均化法の駆動波形である。行電極への印加
波形７０は選択パルス７３と非選択パルス７４からな
り、選択パルスは順次、各行を移動する(図５(ａ)，
(ｂ))。列電極への印加波形７１は、選択行と列電極の
交差する画素のデ−タにより選択電圧７５または、非選
択電圧７６を印加して情報を書き込んでいる(図５
(ｃ))。このとき、画素への印加電圧は７２のようにな
り、選択パルスが印加された行の、選択電圧が印加され
た列の画素のみにオン電圧±Ｖ0が印加され、その他の
すべての行にはクロストーク電圧±Ｖ0／ａ（ａはバイ
アス比）が印加される(図５(ｄ))。

【０００５】電圧平均化法は実効値応答するネマチック
液晶の駆動法だが、電圧極性によって分子方向を変える
強誘電性液晶でも、これに準じた波形が用いられてい
る。（図６(a),(b)）はその１例で、画素への印加電圧
を示した駆動波形図である。電圧平均化法の波形を極性
を反転して２回印加することにより、白と黒を２回に分
けて書き込んでいる（例えば、日本学術振興会第142委
員会編、「液晶デバイスハンドブック」、444から449
頁）。

【０００６】強誘電性液晶や、ＡＣ型プラズマディスプ
レイのような双安定性の記憶効果を持つ表示素子は解像
度を非常に高くできる反面、限られた安定状態を持つた
めに中間調表示が難しいという問題点がある。そこで、
線順次走査を複数回繰り返してそれぞれのフィールドの
オンオフの組合せにより階調表示を行う方法が開示され
ている（例えば、特開昭62ー56936号公報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】記憶効果を持つマトリ
クス型ディスプレイでは、線順次走査を行う場合、１つ
の選択パルスで書き込みを逐えなければならないので、
１回の走査にかかる時間は行電極数×１選択時間（液晶
の応答速度）となり、解像度が上がる程走査時間がかか
る。階調を出すために複数回の走査を行うときには、フ
リッカーを感じない速さで１連の走査が終わらなければ
ならないので、表示できる階調数はわずかであり、ま
た、解像度が上がるとほとんど階調は取れなくなる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】複数の行電極と列電極の
間に光変調媒体を挟持する表示素子の駆動方法におい
て、前記複数の行電極の全部または一部の各行電極に異
なる符号を配し、前記符号に対応する行電圧波形を各行
電極に繰り返し印加し、画素の階調デ−タに応じて選ば
れた所定の時点に前記列電極に前記符号の任意の符号と
所定の関係となる列電圧波形を印加することにより、前
記列電極と前記任意の符号と対応する行電極の交差する
任意の画素を選択またはリセットする駆動方法により、
１回の走査で多くの階調を表示できるものである。

【０００９】

【作用】従来の線順次走査では、選択する行電極は、行
電極への印加電圧（行電圧）のみで決定されていた。従
って、画素を選択またはリセットするタイミングは、あ
らかじめ行電圧の信号系列により決っていた。このた
め、複数回の走査で階調表示を行う場合は、各回の走査
によるオン（オフ）状態の時間長が固定されており、一
連の走査による光量の合計は、各回の時間長の組合せ数
しか変化させられない。

【００１０】ところが、本発明の表示素子の駆動法で
は、行電極を選択するタイミングを列電極への印加電圧
により変えることにより、走査中の任意の時点で、それ
ぞれの画素を選択またはリセットすることが可能となる
ところが従来法との大きな違いである。すなわち、行電
極への印加電圧は、従来のような選択／非選択で区別さ
れるのでなく、各行電極毎に異なる信号を印加する。そ
れぞれの信号を符号と対応させて、例えば、０、１の符
号系列で,0011,0110,1100,---のように定義して各行に
振り分け、これらの行電圧を適当な時間間隔で繰り返
す。そして同時に、各列電極には選択またはリセットし
たい画素のある行の信号（符号）、例えば0011と、最も
差が大きくなる信号を印加することにより0011の行の画
素のみを選択（リセット）することができる。例えば、
ビットの値により電圧の位相をずらせば、行と列の符号
が同じ時は０ボルトで、違うときは電圧＋Ｖまたは−Ｖ
が一定時間ｔ画素に印加される。したがってパルス幅の
合計はいわゆるハミング距離に比例することになる。列
電圧を0011の補数1100に対応させて印加すれば、４ビッ
トとも行と列のビット値が違い印加時間は正負それぞれ
２ｔとなる。0011以外の符号は異なるビット数は２未満
となり、他の行の画素への印加時間は２ｔ未満である。
光変調媒体がパルス幅が１ｔと２ｔの間にしきい値変化
するようｔを設定すれば、他の行の画素は選択（リセッ
ト）されない。

【００１１】このように、本発明の駆動法は、列電極へ
の信号によって選択する行を変えるという、従来の線順
次走査と異なる新しい概念に基づいた駆動方法であり、
これにより、記憶型の表示素子の階調数を大幅に増やす
ことが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、具体例について詳細に述べる。（図
１）は本発明の実施例の表示素子の駆動方法の波形図で
ある。表示素子は強誘電性液晶を光変調素子として用
い、行数を簡単のために１８本とする。行電圧波形１
は、行電極を６本毎のブロックとして、最初の期間Ｈ１
は第１ブロック（行番号1〜6）に（表１）の符号３ａ〜
３ｆを配して、対応する行信号パルス列４ａ〜４ｆを印
加し、第２（行番号7〜12）、第３ブロック（行番号13
〜18）には非選択パルス（Ａ）を印加する。同時に列電
極に所定の電圧（Ｂ）を印加する。

【００１３】

【表１】

【００１４】（表１）は、行電圧波形と列電圧波形の組
合せにより画素に印加される信号電圧を表している。
（表１）の行は、各行に印加される電圧を表す行符号、
列には列電圧波形を表す列符号を表わす。符号の０は０
ボルト、１は＋Ｖ0ボルトで幅τ／３のパルス電圧と対
応する。行と列の交差部は画素への印加電圧を表すが、
＋は＋Ｖ0ボルト、−は−Ｖ0ボルト、０は０ボルトであ
る。強誘電性液晶はパルス幅が長いほど応答し易くなる
が、そのしきい値パルス幅をτとすれは、（表１）の同
一符号が３つ続いた時、パルス幅はτとなりオン状態
（＋）に選択、またはオフ状態（−）にリセットされ
る。（表１）に、選択されるパルスが右上がり斜線、リ
セットされるパルスが点ハッチの部分として示してい
る。（表１）から分かるように、各行の画素は行符号の
補数の信号が列に印加される時のみ、選択またはリセッ
トされる。

【００１５】第２の期間Ｈ2にはリセット可能な符号３
ａ〜３ｃと選択可能な３ｄ〜３ｆを入れ換えて（表１）
の操作を行えば、Ｈ1とＨ2で第１ブロックの全ての画素
のいずれかひとつを任意に選択およびリセットすること
が出来る。また、非選択信号を印加すればどの画素も状
態を保持することもできる。また、各期間の間には休止
位相をτ／３挟む。

【００１６】Ｈ１、Ｈ２では、（図１）のように非選択
信号（Ａ）として行電極に＋Ｖ0／２ボルトを第２、第
３ブロックに印加すれば、画素には±Ｖ0／２の交流波
形が印加されるので液晶の状態は保持される。

【００１７】第３、第４の期間Ｈ3、Ｈ4では、同様の操
作で第２ブロックの画素を選択・リセットし、Ｈ5，Ｈ6
では第３ブロックを選択・リセットする。このようにし
て、Ｈ1からＨ6で任意の画素をオン状態、またはオフ状
態とすることができる。Ｈ1からＨ6の行電圧波形を例え
ば１５回繰り返せば、合計２１０τで１６階調表示が可
能となる。

【００１８】すなわち、選択とリセットの時間間隔が階
調レベルに対応するよう、選択及びリセットのタイミン
グを決めて、各期間で選択またはリセットすべき画素に
対応した列電圧波形を出力すればよい。これは、他の列
電極に対しても独立に行える操作なので、マトリクス画
素の全ての画素の階調表示が可能である。従来法なら、
２値表示するのに３６〜７２τ必要であったので本発明
の駆動法が高速に非常に多くの階調を表示できることが
分かる。

【００１９】（図２）に本発明の第２の実施例の駆動波
形の一部を示す。第２の実施例では、（図２）の行符号
のビットが０のときは２Ｖボルトのパルスを前半に、１
の時は後半に行電圧を行電圧２０のように印加する。同
時に印加する列電圧は、同図に示すように行電圧波形に
ＶボルトのＤＣバイアスを加えた波形２１とする。すな
わち、符号が０のときは＋Ｖ，−Ｖボルト、１のときは
−Ｖ，＋Ｖボルトの順のパルスを印加することになる。

【００２０】そうすると、行符号と列符号の組合せは同
図のＡ１からＡ４の４つ存在し、それぞれの画素に印加
される電圧は２２のようになり、行と列の符号が同じ時
は電圧Ｖで幅２ｔ、行と列の符号が異なる時は電圧３Ｖ
と−Ｖ、幅ｔのパルスが印加される。

【００２１】強誘電性液晶では電圧の低い領域では、応
答速度が電圧の２乗に反比例するので、電圧Ｖで幅２ｔ
のパルスより電圧３Ｖで幅ｔのパルスの方が応答しやす
い。したがって、行符号および行電圧を多ビットにして
（図１）の場合と同様に複数の行の各電極に印加し、行
符号の補数に対応するパルスを列電極に印加すれば任意
の画素を選択できる。（図２）のように、Ａ１からＡ４
の電圧極性を逆にすれば、任意の画素をリセットするこ
ともできる。

【００２２】（図３）は実施例２の方法で中間調を表示
するときの信号系列を符号で表し、そのときの輝度変化
を示したタイミング図である。この方法では、３ビット
で８本の行電極を選択できるので、１６行を２ブロック
に分割している。Ｌ１では（図２）の駆動波形を３ビッ
トにした行電圧３０をブロック１（行番号１から８）に
印加し、Ｌ２では極性を反転した３１を印加している。
３１の符号の前のマイナスは電圧極性を意味する。

【００２３】このとき、第２ブロック（第９〜１６行）
には０ボルトの非選択電圧３２が印加されて（符号ｘで
表す）、画素には±Ｖの交流波形が印加され画素状態は
保持される。Ｌ３，Ｌ４では第２ブロックを選択・リセ
ットできる。以降はＬ１からＬ４が順次繰り返される。

【００２４】第ｋ列の列電圧波形を列信号３３とし、Ｌ
１には１０１の補数（上線が補数を意味する）信号が印
加される。このとき、画素（７、ｋ）が選択され輝度波
形３４の輝度が立ち上がる。そして、Ｌ１４に列信号を
−１０１の補数とすれば、同画素がリセットされる。同
様にして、画素（１６、ｋ）は輝度波形３５のようにＬ
３で選択されＬ５２でリセットされる。このようにし
て、任意の画素を任意の時点で選択、リセットできるの
で実施例１と同様に多くの階調を表示できる。実施例２
の方はビット数の２のべき乗で選択できる行数が増える
ので、より高速に高階調を表示できる。

【００２５】実施例１及び実施例２の符号のビット数は
３ビットだが、表示素子のしきい値特性が急峻な場合
は、さらにビット数を増やしても各画素を独立に選択す
ることが可能である。その場合、１つのブロックの本数
をもっと増やせば、さらに多階調表示できる。例えば、
ネマチック−コレステリック相転移型液晶がこれに相当
する。また、本実施例では行本数は１８本としている
が、行本数が増える場合はブロック数を増やせば対応で
きる。

【００２６】（図４）は、実施例１、２の駆動方法を実
現する駆動回路および強誘電性液晶表示装置のブロック
図である。行電極ドライバー４３は符号発生器４４から
の入力信号に応じて信号を強誘電性液晶パネル４０の行
電極４１へ出力する。画像メモリー４５から階調信号を
含む画像データから、符号演算器４６は各期間に選択お
よびリセットする画素番号を決定し、対応する符号を列
電極ドライバー４７に送る。列電極ドライバー４７は入
力信号に応じたパルスを列電極４２へ出力する。強誘電
性液晶パネルはセル厚２μmの表面安定化型強誘電性液
晶であり、良好な双安定性と閾値特性を示し、５０マイ
クロ秒、２０ボルトのパルスでスイッチするものであ
る。

【００２７】以上のように、本発明の表示素子の駆動方
法により、多くの階調を表示できる強誘電性液晶表示装
置が実現する。

【００２８】本実施例では、光変調媒体として強誘電性
液晶を用いているが、メモリー効果のあるプラズマディ
スプレイやネマチック−コレステリック相転移型液晶で
もしきい値特性にパルス幅や電圧依存があるので、全く
同じ概念で同様の効果が得られる。また、３安定の反強
誘電性液晶でも同様である。また、表示素子に必ずしも
記憶効果がなくとも、１回の選択でしきい値的に応答す
るものであれば本発明の駆動方法は有効である。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明の液晶パネルの駆
動方法は、マトリクス型の表示素子の行電極への印加電
圧を各行で符号に応じて変え、同時に印加する列信号電
圧との関係により選択する行を列毎に独立に選べ、画素
によって選択及びリセットを任意に行えることにより、
双安定型の表示素子でも多くの階調表示が高速に、均一
に得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の駆動方法の波形図

【図２】本発明の第２の実施例の駆動方法の波形図

【図３】本発明の第２の実施例の駆動方法のタイミング
図

【図４】本発明の実施例の駆動回路及び表示装置のブロ
ック図

【図５】従来例の駆動波形図

【図６】従来例の強誘電性液晶素子の駆動波形図

【符号の説明】

１行電圧波形２列電圧波形４ａ〜４ｈ行信号パルス列５非選択パルス６列信号パルス列２０行電圧波形２１列電圧波形２２画素への印加波形３０行信号列（正）３１行信号列（負）３２非選択電圧３３列信号列３４、３５画素の輝度変化４０強誘電性液晶パネル４１行電極４２列電極４３行電極ドライバー４４符号発生器４５画像メモリー４６符号演算器４７列電極ドライバー

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の行電極と列電極の間に光変調媒体
を挟持する表示素子の駆動方法において、前記複数の行
電極の全部または一部の各行電極に異なる符号を配し、
前記符号に対応する行電圧波形を各行電極に繰り返し印
加し、画素の階調デ−タに応じて選ばれた所定の時点に
前記列電極に前記符号の任意の符号と所定の関係となる
列電圧波形を印加することにより、前記列電極と前記任
意の符号と対応する行電極の交差する任意の画素を選択
またはリセットすることを特徴とする表示素子の駆動方
法。
【請求項２】行電極ドライバーと、列電極ドライバー
と、符号発生器と、符号演算器とを具備し、前記符号発
生器から前記行電極ドライバーの各行電極の符号を送
り、階調デ−タに応じて前記列電極ドライバーに送る符
号を前記符号演算器で前記行電極の符号に基づいて演算
することにより請求項１の駆動方法を実現することを特
徴とする表示素子の駆動回路。
【請求項３】請求項２記載の駆動回路と、前記駆動回
路により駆動される記憶効果を持つ光変調媒体とを具備
することを特徴とする表示装置。
【請求項４】光変調媒体がネマチック−コレステリッ
ク相転移型液晶であることを特徴とする請求項３記載の
表示装置。
【請求項５】光変調媒体がプラズマであることを特徴
とする請求項３記載の表示装置。
【請求項６】光変調媒体が強誘電性液晶であることを
特徴とする請求項３記載の表示装置。