JP3500382B2 - 液晶表示素子の駆動方法および駆動回路 - Google Patents

液晶表示素子の駆動方法および駆動回路

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JP3500382B2 JP2002263408A JP2002263408A JP3500382B2 JP 3500382 B2 JP3500382 B2 JP 3500382B2 JP 2002263408 A JP2002263408 A JP 2002263408A JP 2002263408 A JP2002263408 A JP 2002263408A JP 3500382 B2 JP3500382 B2 JP 3500382B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子を高速に駆
動する駆動方法および駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、CRTに代わる、薄くて、軽くコ
ンパクトでかつ大容量の情報の表示を実現するものとし
て、液晶表示素子が注目されている。かかる液晶表示素
子としては、ツイステッドネマチックタイプの液晶表示
素子の画素各々をそれぞれに対応して形成された薄膜フ
ィルムトランジスタで駆動するものと、いわゆるツイス
テッドネマチックタイプおよびスーパーツイステッドネ
マチックタイプの液晶表示素子を、薄膜フィルムトラン
ジスタを用いずに駆動するもの(単純マトリクスタイ
プ)との種類に、大きく分けられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】薄膜フィルムトランジ
スタを用いるものは比較的高速に駆動できるが、液晶表
素子の製造工程が複雑で、製造コストが高いという問
題点がある。一方、単純マトリクスタイプのものは、
晶表示素子の製造工程は比較的単純であるが、高速表示
切り替えが困難で、端末におけるマウス表示や、ビデオ
表示に対応しにくいという問題点がある。
【0004】このうち、単純マトリクスタイプの液晶表
示素子において高速駆動が困難なのは、ツイステッドネ
マチックタイプおよびスーパーツイステッドネマチック
液晶表示素子の特性上、印加電圧に対する、液晶分子の
配向の追随速度が遅いからである。すなわち、通常の2
50msec程度の平均応答速度を有するスーパーツイ
ステッドネマチック液晶表示素子では、ビデオ表示等で
通常要求される20〜30Hzでの表示切り替え(33
〜50msecごとの表示切り替えに相当)はとうてい
実現できない。
【0005】高速駆動のためには、印加電圧に対する応
答速度がい液晶を使用することも考えられる。このよ
うな液晶素子を高速応答性液晶と呼ぶことがある。高速
応答性液晶素子を得るための方法には、低粘性の液晶を
用いる方法、屈折率異方性の大きい液晶を用いて液晶層
の厚みを小さくする方法などがある。
【0006】スーパーツイステッドネマチック液晶表示
素子の応答時間は、おおよそ、液晶の粘度ηに比例し、
液晶層の厚みdの二乗に比例する。一方、スーパーツイ
ステッドネマチック液晶表示素子の屈折率異方性Δnと
液晶層の厚みdの積はほぼ一定にしなければならないと
いう要請を考慮すると、スーパーツイステッドネマチッ
ク液晶表示素子の応答時間は、粘度ηに比例し、屈折率
異方性Δnの二乗に反比例することになる。すなわち、
液晶層の厚みdを小さくするとともに、この液晶表示
子に使用する液晶としては、低粘性で、屈折率異方性の
大きい液晶を用いることが好ましいことになる。
【0007】しかし、このようにして高速応答性液晶素
子を得たとしても、この素子の使用は、現実には、以下
のような極めて大きな問題点を有していた。単純マトリ
クス方式液晶表示素子の駆動には、通常、電圧平均化法
と呼ばれる方法が用いられている。走査線数(行電極の
本数)をN、フレーム周期をT F としたときの電圧平均
化法における行電極印加電圧の波形は、時間T F 内に、
1本の選択パルスが存在し、選択パルス印加時以外に
は、オン電圧選択パルスの1/bの波高値をもつバイア
ス波が存在する。すなわち、選択期間にはT F /N、非
選択期間には(N−1)T F /Nの時間が割り当てられ
る。図5(a)のAに代表的な印加波形を示した。横軸
は時間、縦軸は電圧である。多くの場合、2フレーム使
用することにより、交流化が行われる。
【0008】この電圧平均化法においては、液晶分子が
印加電圧の実効値で応答することが前提となっており、
これにより所定のコントラスト比を得ることができる。
図5(b)のCに実効値応答の様子を示す。横軸は時
間、縦軸は液晶層の両側に偏光板を配置し、行電極の選
択時に列電極にオン電圧を印加した場合の透過光強度で
ある。通常、フレーム周期は10〜数10msec程度
であるのに対して、通常の液晶表示素子の平均応答速度
は、250msec程度であるため、数〜十数フレーム
を使用することにより、つのオンまたはオフの表示が
完了することになる。
【0009】ところが、高速応答性液晶素子を駆動する
と、液晶分子の分子軸方向の変化が、電圧に対して追随
しやすいため、図5(b)のBのように、光学応答波形
がいわゆるピーク値応答的な挙動を示すようになり、実
効値応答(C線で示した)から外れるようになる。すな
わち、選択期間に立ち上がった光学応答波形が、非選択
期間では保持できず、減衰するようになるので、透過率
の平均レベルが下がり、コントラスト比が低下するとい
う問題点が生じる。以下、この現象を液晶の「緩和現
象」と呼ぶ。
【0010】緩和現象は、数百以上の高デューティ比で
のダイナミック駆動を行う際にはいわゆる液晶表示素子
の平均応答速度が150msec程度以下になると大き
な問題となり、特にダイナミック駆動における平均応答
速度100msec程度以下の液晶表示素子において顕
著である。
【0011】ここで液晶表示素子の平均応答速度とは以
下のように本明細書では定義する。すなわち、充分時間
が経過した時点でのオフ電圧での光透過度をT OFF 、オ
ン電圧での光透過度をT ON とし、オフ電圧からオン電圧
に切り替えた時刻をt 1 、その後、光透過度Tが(T ON
−T OFF )×0.9+T OFF となる時刻をt 2 、また、
オン電圧からオフ電圧に切り替えた時刻をt3 、その
後、光透過度Tが(T ON −T OFF )×0.1+T OFF
なる時刻をt 4 とすると、平均応答速度τは、 τ=((t 4 −t 3 )+(t 2 −t 1 ))/2 で表される。
【0012】この緩和現象を抑えるため、フレーム周波
数を上げて選択パルスの間隔を短くする方法をとること
が考えられる。しかし、この場合は、必然的に本の行
電極を選択する時間(パルス幅)が短くなるため、液晶
分子が選択パルスに反応しにくくなるので、表示のコン
トラスト比の向上効果は大きくない。また、駆動周波数
が大きくなると、電極の抵抗値が無視できず、電極の信
号入力部近傍とそれ以外で表示むらを生じたり、V th
変動して表示むらを生じたりする問題点がある。このよ
うな理由で、高速応答性の液晶素子は、事実上、表示に
使用することが困難であった。
【0013】一方、テムカー エヌ ルックモンガザン
T.N.Ruckmongathan は駆動電圧を低くし、表示むら
を低減するための方法として、複数の行電極を一括して
選択し、駆動する方法(以下、IHAT法という)を提
案している(1988 International Display Research Co
nference)。その駆動方法の概要は、以下のようなもの
である。
【0014】N本の行電極をそれぞれM本の行電極から
なるp個(p=N/M)のサブグループに分けてM本の
行電極を一括して選択して駆動する。任意の1つの列電
極上で、選択されたサブグループ内の表示データを、 [d kM+1 ,d kM+2 ,・・・,d kM+M ];d kM+j =0or1
(ここで0はオフ、1はオンを表す。また、kは選択さ
れるサブグループに応じて0から(p−1)まで変化す
る整数である。)なるMビット語で表す。
【0015】行電極の選択パターンを、 [a kM+1 ,a kM+2 ,・・・,a kM+M ];a kM+j =0or1 となる2 M (=Q)種類のMビット語(w 1 ,w 2 ,・
・・,w Q )で表示する。駆動は、以下のように行われ
る。 (1)つのサブグループが度に選択される。 (2)行電極の選択パターンとしてつのMビット語が
選ばれる。 (3)選択されない行電極は接地されるとすると、選択
された行電極は、ロジック0に対しては−V r 、ロジッ
ク1に対しては+V r が印加される。
【0016】(4)選択されたサブグループの行電極パ
ターンとデータパターンとを排他的論理和でビットごと
に比較し、これらの排他的論理和を求める。 (5)上記の排他的論理和により求められるつのパタ
ーンの非整合の数iが求められる。 (6)列電極に印加する電圧は、上記の非整合の数がi
ならば、V i と選ばれる。
【0017】(7)それぞれの列電極への印加電圧は、
マトリクス内で上記の(4)〜(6)のステップを繰り
返すことにより、独立に決められる。 (8)行電極と列電極とに同時に時間T R の間、電圧印
加される。 (9)新しい行電極の選択パターンが選ばれ、上記の
(4)〜(6)のステップにより列電極への印加電圧が
決められる。同様に、新しい行電極と列電極とに同時に
時間T R の間、電圧印加される。 (10)サイクルは、すべてのサブグループについて、
すべての2 M 個の選択パターンが度選ばれて完了す
る。 (11)表示は、このサイクルを連続して繰り返すこと
により更新される。
【0018】特に、 V i =V C (M−2i)/M V r =V C 1/2 /M と選ぶと、電圧実効値のオン/オフ比を最大にできる。
【0019】また、このときのオンとオフの実効電圧の
比は、 V ON /V OFF =((N 1/2 +1)/(N 1/2 −1))
1/2 となり、従来より用いられている電圧平均化法における
ON /V OFF と等しくなる。したがって、コントラスト
も同等となる。また、マトリクスにおける各点灯部の電
圧実効値が均一になるので、表示パターンによらず均一
な表示が得られる効果がある。
【0020】しかし、IHAT法は、表示むらの低減に
有効であるが、1サイクルを完成するための時間間隔が
長く必要である。したがって、周波数変調類似の手法を
用いた階調表示には適するものではない。すなわち、同
時に選択する行電極の数が増えると、必要な選択パルス
の数は指数関数的に増える。つまり、もしつの選択パ
ルスの幅が等しいなら、1表示には従来法の2 M-1 /M
倍の時間が必要になる。例えば、M=7なら、64/7
=9.1倍の時間がかかる。また、IHAT法のような
複数の行電極を同時に選択する方法において、どのよう
な条件が表示むらを低減するのに有効かについては示唆
されていない。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決すべくなされたものであり、以下のような液晶表示素
子の駆動方法および駆動回路を提供するものである。
【0022】 本発明の態様1は、複数の行電極と複数
の列電極とが備えられたマトリクス型液晶表示素子の行
電極を、それぞれ等しい複数本の行電極からなる複数の
行電極サブグループを設定し、この行電極サブグループ
について一括して選択して駆動を行うマトリクス型液晶
表示素子の駆動方法であって、行電極については、非選
択時に行電極に印加する電圧を0とすると、あらかじめ
定められた選択電圧ベクトルの要素が1の場合には+V
r 、−1の場合には−Vr (Vr >0)となるように対
応する電圧を選択電圧として使用し、以下の(1)〜
(9)の工程により行電極の選択を行うとともに、列電
極については、選択された行電極に印加される電圧のう
ち+Vr を1に、−Vr を0に対応させた値と、表示デ
ータを0または1で表現した値との排他的論理和を、選
択された行電極サブグループ内の各行電極について加算
した値に対応する電圧を印加する、マトリクス型液晶表
示素子の駆動方法を提供する。 (1)選択行列Aとして、要素が+1もしくは−1から
なり、自身の転置行列との積が単位行列のスカラー倍と
なるアダマール行列であって、行電極サブグループに含
まれる行電極の本数と等しい行数を有する行列を定め
る。 (2)以下の条件を満たすようにして、選択電圧列を行
電極サブグループに対応させる。 (a)選択行列A及びその要素の正負を反転した行列−
Aを構成する各列ベクトルを少なくともすべて含み、列
ベクトルの配列が異なる選択電圧列を複数定める。 (b)ある選択電圧列の各列ベクトルを選択電圧ベクト
ルとし、全ての選択電圧ベクトルに対応する電圧を、そ
の選択電圧列に対応する行電極サブグループに印加す
る。 (c)全ての行電極サブグループを選択し終えるまで
に、行電極サブグループに対応する選択電圧列を、他の
選択電圧列に入れ替える。 (3)最初に選択される行電極サブグループに対応する
選択電圧列に含まれる最初の選択電圧ベクトルに対応す
る電圧を、この行電極サブグループに含まれる行電極へ
の選択電圧として印加する。 (4)次に選択される行電極サブグループに対応する選
択電圧列に含まれる最初の選択電圧ベクトルに対応する
電圧を、この行電極サブグループに含まれる行電極への
選択電圧として印加する。 (5)上記(4)の工程を全ての行電極サブグループに
ついて行う。 (6)最初に選択される行電極サブグループに対応する
選択電圧列に含まれる次の選択電圧ベクトルに対応する
電圧を、この行電極サブグループに含まれる行電極への
選択電圧として印加する。 (7)次に選択される行電極サブグループに対応する選
択電圧列に含まれる次の選択電圧ベクトルに対応する電
圧を、この行電極サブグループに含まれる行電極への選
択電圧として印加する。 (8)上記(7)の工程を全ての行電極サブグループに
ついて行う。 (9)上記(6)〜(8)の工程を選択電圧列に含まれ
る全ての選択電圧ベクトルに対応する電圧が行電極に印
加されるまで繰り返す。
【0023】 態様2は、(U+1)(Uは2以上の自
然数)階調の階調表示を行う場合に、上記の(2)
(a)の工程において、選択行列A及び行列−Aを構成
する各列ベクトルのそれぞれをU個含む選択電圧列を定
め、それぞれU個ずつあるそれぞれの選択電圧ベクトル
について、合計U個のオンもしくはオフを階調数に応じ
た比率で表示することにより階調表示を行う態様1に記
載の液晶表示素子の駆動方法を提供する。態様3は、ビ
デオ表示を行う態様1または2に記載の液晶表示素子の
駆動方法を提供する。態様4は、行電極の総数をN、一
つの行電極サブグループで同時に選択する行電極の本数
をLとし、Nが行電極サブグループの数で割り切れない
場合は、行電極に仮想的に行電極を加えて行電極サブグ
ループの数で割り切れるようにし、この仮想電極を加え
た行電極をそれぞれ等しい複数本の行電極からなる複数
の行電極サブグループとして設定し、Lよりも少ないL
r本の行電極からなる行電極サブグループについては、
(L−Lr)本の行電極を仮想的に加えて駆動する態様
1、2または3に記載の液晶表示素子の駆動方法を提供
する。態様5は、行電極サブグループを構成する行電極
のうち、一部は、仮想的な電極である態様1、2、3ま
たは4に記載の液晶表示素子の駆動方法を提供する。
【0024】 態様6は、複数の行電極と複数の列電極
とが備えられたマトリクス型液晶表示素子の行電極につ
いて、それぞれ等しい複数本の行電極からなる複数の行
電極サブグループを設定し、この行電極サブグループに
ついて一括して選択して駆動を行うマトリクス型液晶表
示素子の駆動方法であって、行電極については、非選択
時に行電極に印加する電圧を0とすると、あらかじめ定
められた選択電圧ベクトルの要素が1の場合には+V
r 、−1の場合には−Vr (Vr >0)となるように対
応する電圧を選択電圧として使用し、以下の(1)〜
(9)の工程により行電極の選択を行うとともに、列電
極については、選択された行電極に印加される電圧のう
ち+Vr を1に、−Vr を0に対応させた値と、表示デ
ータを0または1で表現した値との排他的論理和を、選
択された行電極サブグループ内の各行電極について加算
した値に対応する電圧を印加する、マトリクス型液晶表
示素子の駆動方法を提供する。 (1)選択行列Aとして、要素が+1もしくは−1から
なり、自身の転置行列との積が単位行列のスカラー倍と
なるアダマール行列から1以上の行を削除した行列であ
って、行電極サブグループに含まれる行電極の本数と等
しい行数を有する行列を定める。 (2)以下の条件を満たすようにして、選択電圧列を行
電極サブグループに対応させる。 (a)選択行列A及びその要素の正負を反転した行列−
Aを構成する各列ベクトルを少なくともすべて含み、列
ベクトルの配列が異なる選択電圧列を複数定める。 (b)ある選択電圧列の各列ベクトルを選択電圧ベクト
ルとし、全ての選択電圧ベクトルに対応する電圧を、そ
の選択電圧列に対応する行電極サブグループに印加す
る。 (c)全ての行電極サブグループを選択し終えるまで
に、行電極サブグループに対応する選択電圧列を、他の
選択電圧列に入れ替える。 (3)最初に選択される行電極サブグループに対応する
選択電圧列に含まれる最初の選択電圧ベクトルに対応す
る電圧を、この行電極サブグループに含まれる行電極へ
の選択電圧として印加する。 (4)次に選択される行電極サブグループに対応する選
択電圧列に含まれる最初の選択電圧ベクトルに対応する
電圧を、この行電極サブグループに含まれる行電極への
選択電圧として印加する。 (5)上記(4)の工程を全ての行電極サブグループに
ついて行う。 (6)最初に選択される行電極サブグループに対応する
選択電圧列に含まれる次の選択電圧ベクトルに対応する
電圧を、この行電極サブグループに含まれる行電極への
選択電圧として印加する。 (7)次に選択される行電極サブグループに対応する選
択電圧列に含まれる次の選択電圧ベクトルに対応する電
圧を、この行電極サブグループに含まれる行電極への選
択電圧として印加する。 (8)上記(7)の工程を全ての行電極サブグループに
ついて行う。 (9)上記(6)〜(8)の工程を選択電圧列に含まれ
る全ての選択電圧ベクトルに対応する電圧が行電極に印
加されるまで繰り返す。
【0025】 態様7は、(U+1)(Uは2以上の自
然数)階調の階調表示を行う場合に、上記の(2)
(a)の工程において、選択行列A及び行列−Aを構成
する各列ベクトルのそれぞれをU個含む選択電圧列を定
め、それぞれU個ずつあるそれぞれの選択電圧ベクトル
について、合計U個のオンもしくはオフを階調数に応じ
た比率で表示することにより階調表示を行う態様6に記
載の液晶表示素子の駆動方法を提供する。
【0026】 態様8は、ビデオ表示を行う態様6または
7に記載の液晶表示素子の駆動方法を提供する。
【0027】 態様9は、行電極の総数をN、一つの行電
極サブグループで同時に選択する行電極の本数をLと
し、Nが行電極サブグループの数で割り切れない場合
は、行電極に仮想的に行電極を加えて行電極サブグルー
プの数で割り切れるようにし、この仮想電極を加えた行
電極をそれぞれ等しい複数本の行電極からなる複数の行
電極サブグループとして設定し、Lよりも少ないLr本
の行電極からなる行電極サブグループについては、(L
−Lr)本の行電極を仮想的に加えて駆動する請求項
6、7または8に記載の液晶表示素子の駆動方法を提供
する。 態様10は、行電極サブグループを構成する行電
極のうち、一部は、仮想的な電極である態様6、7、8
または9に記載の液晶表示素子の駆動方法を提供する。
【0028】 態様11は、複数の行電極と複数の列電
極とが備えられたマトリクス型液晶表示素子の行電極に
ついて、それぞれ等しい複数本の行電極からなる複数の
行電極サブグループを設定し、行電極サブグループを一
括して順次選択して駆動を行うマトリクス型液晶表示素
子の駆動回路であって、駆動回路に入力された表示デー
タに対応するデータを格納する表示メモリと、所定の選
択電圧列における各列ベクトルを選択電圧ベクトルとし
て順次出力する行電圧パターン発生回路と、各列電極に
ついて、上記行電圧パターン発生回路が出力する選択電
圧ベクトルと、その選択電圧ベクトルが出力されるとき
に選択される行電極サブグループに対応した上記表示メ
モリ内のデータとをビット毎に排他的論理和し、排他的
論理和の結果の各ビットの加算処理を行う演算回路と、
上記演算回路の演算結果に応じた電圧を列電極に印加す
る列電極ドライバと、上記行電圧パターン発生回路が出
力する選択電圧ベクトルの要素に応じた電圧を行電極に
印加する行電極ドライバとを備え、上記行電圧パターン
発生回路は、要素が+1もしくは−1からなり、自身の
転置行列との積が単位行列のスカラー倍となるアダマー
ル行列であり行電極サブグループに含まれる行電極の本
数と等しい行数を有する選択行列Aを構成する各列ベク
トルと、選択行列Aの要素の正負を反転した行列−Aを
構成する各列ベクトルとを全て含む列数が同じである複
数種類の選択電圧列のうちのいずれかの選択電圧列を行
電極サブグループに対応する選択電圧列として、その選
択電圧列に含まれる列数に相当する数の選択電圧ベクト
ルを順次出力する構成であって、1つの行電極サブグル
ープに対応する選択電圧列に含まれる1つの選択電圧ベ
クトルを出力したら次の行電極サブグループに対応する
選択電圧列に含まれる選択電圧ベクトルを出力し、全て
の行電極サブグループについて選択電圧ベクトルを出力
し終えるまでに、行電極サブグループに対応する選択電
圧列を他の行電極サブグループに対応する選択電圧列と
変える構成である液晶表示素子の駆動回路を提供する。
【0029】 態様12は、複数の行電極と複数の列電
極とが備えられたマトリクス型液晶表示素子の行電極に
ついて、それぞれ等しい複数本の行電極からなる複数の
行電極サブグループを設定し、行電極サブグループを一
括して順次選択して駆動を行うマトリクス型液晶表示素
子の駆動回路であって、駆動回路に入力された表示デー
タに対応するデータを格納する表示メモリと、所定の選
択電圧列における各列ベクトルを選択電圧ベクトルとし
て順次出力する行電圧パターン発生回路と、各列電極に
ついて、上記行電圧パターン発生回路が出力する選択電
圧ベクトルと、その選択電圧ベクトルが出力されるとき
に選択される行電極サブグループに対応した上記表示メ
モリ内のデータとをビット毎に排他的論理和し、排他的
論理和の結果の各ビットの加算処理を行う演算回路と、
上記演算回路の演算結果に応じた電圧を列電極に印加す
る列電極ドライバと、上記行電圧パターン発生回路が出
力する選択電圧ベクトルの要素に応じた電圧を行電極に
印加する行電極ドライバとを備え、上記行電圧パターン
発生回路は、要素が+1もしくは−1からなり、自身の
転置行列との積が単位行列のスカラー倍となるアダマー
ル行列から1以上の行を削除した行列であり行電極サブ
グループに含まれる行電極の本数と等しい行数を有する
選択行列Aを構成する各列ベクトルと、選択行列Aの要
素の正負を反転した行列−Aを構成する各列ベクトルと
を全て含む列数が同じである複数種類の選択電圧列のう
ちのいずれかの選択電圧列を行電極サブグループに対応
する選択電圧列として、その選択電圧列に含まれる列数
に相当する数の選択電圧ベクトルを順次出力する構成で
あって、1つの行電極サブグループに対応する選択電圧
列に含まれる1つの選択電圧ベクトルを出力したら次の
行電極サブグループに対応する選択電圧列に含まれる選
択電圧ベクトルを出力し、全ての行電極サブグループに
ついて選択電圧ベクトルを出力し終えるまでに、行電極
サブグループに対応する選択電圧列を他の行電極サブグ
ループに対応する選択電圧列と変える構成である液晶表
示素子の駆動回路を提供する。
【0030】態様13は、R、G、Bの3色の表示デー
タが入力される態様11または12に記載の液晶表示素
子の駆動回路を提供する。
【0031】本発明の駆動方法および回路においては、
IHAT法と同様に、複数の行電極が一括して選択され
る。本明細書では、一括して選択される行電極の集まり
を、「行電極サブグループ」と呼ぶことにする。駆動回
路を簡単なものとするためには、行電極サブグループを
構成する行電極の本数をそれぞれ等しくすることが好ま
しい。むろん、一般的なセル構成においては、行電極全
体の数が、行電極サブグループを構成する行電極の本数
の倍数となっているわけではないので、各行電極サブグ
ループを構成する行電極の数をすべて等しくすることは
できないことがある。端数として存在する、他の行電極
サブグループよりも構成する行電極の本数が少ない行電
極サブグループの扱いは後に説明することにし、まず、
行電極サブグループを構成する行電極の本数がL本でそ
れぞれ等しい部分の駆動について説明する。 なお、行電
極を行電極サブグループに分けるときは、必ずしも隣り
合う行電極同志をひとつの行電極サブグループとする必
要はない。基板上の配線の問題が許せば、離れた位置に
ある行電極を、同じ行電極サブグループ内の行電極とし
て同時に選択することが可能である。 IHAT法で提唱
されているように、行電極について、複数本からなるサ
ブグループ単位の選択を行うためには、選択電圧はそれ
ぞれの行電極ごとに異なるパターンで印加する必要があ
る。本発明では、行電極に印加する電圧については、非
選択時の電圧を0とした場合、選択時には+V r ,−V
r (V r >0)のいずれかの電圧レベルをとるものとさ
れる。ここで、非選択時の電圧0は、必ずしも大地に対
する接地を意味するものではない。液晶素子の駆動電圧
は、行電極と列電極との間に印加される電圧(電位差)
で決まるものであり、両方の電極の電位を、並行して同
量変化させても、両電極間の電位差は変わらないからで
ある。
【0032】特定の行電極サブグループに印加される選
択時の電圧は、各行電極に印加される電圧を要素とする
L次のベクトルを時系列にしたがって並べたもので表せ
る。このベクトルの列を本明細書では、「選択電圧列」
と呼び、また選択電圧列を構成するベクトルを「選択電
圧ベクトル」と呼ぶことにする。すなわち、特定の選択
電圧列が定まれば、その選択電圧列を構成するL次の選
択ベクトルの要素を各行電極の電圧に対応させながら、
選択電圧列を構成するすべての選択電圧ベクトルについ
て、順次各行電圧に電圧印加していくことによって、そ
の行電極サブグループの選択を行うことができることに
なる。
【0033】以下に、本発明における選択電圧列の構成
方法について説明する。
【0034】まず、次のような条件を満足する直交行列
を想定する。要素が+V r もしくは−V r からなり、自
身の転置行列との積が単位行列のスカラー倍となるL行
K列の行列A=[α 1 ,α 2 ,・・・,α q ,・・・,
α K ](ここで、α q はL個の要素を有する縦ベクト
ル)を選ぶ。ここで、Kはpを自然数としてL≦2 p
Kとなる整数である。すなわち具体的には、Lが2の場
合、KはK=2(p=1),4(p=2),8(p=
3),・・・等であり、Lが3,4の場合、KはK=
4,8,16,・・・等であり、Lが5,6,7,8の
場合、KはK=8,16,32,・・・等である。Kを
あまり大きくすると、行電極選択に必要な選択パルスの
数も大きくなるため、Kはとり得る値のうち最も小さい
値とすることが好ましい。
【0035】L=4,8でKをそれぞれ4,8とした場
ついて、アダマール行列である行列Aの具体例を挙
げると、下記式1A、下記式1Cおよび下記式1Bのよ
うになる。式1Aと式1Cはシルベスター型アダマール
行列とも呼ばれており、2次のアダマール行列を漸化展
開して得られる。式1Cは式1Aをさらに漸化展開して
得らる
【0036】
【数1】
【0037】
【数2】
【0038】以下、行列Aがアダマール行列である場合
を発明の態様X(たとえば、上記の態様1〜5に相当す
る場合)、アダマール行列から1以上の行を削除した直
交行列である行列Aを使用する場合(たとえば、上記の
態様6〜10に相当する)を発明の態様Yとする。ま
ず、L=2 p ではない場合は、自身の転置行列との積が
単位行列のスカラー倍となるK次の行列から、任意の
(K−L)行を削ることにより、上記のL行K列の行列
Aを構成することができる。例えば、の8次のア
ダマール行列から構成した例を下記式3A、下記式3B
に示す。
【0039】
【数3】
【0040】式3A式1Cから第1行を削除した7行
8列の行列であり、式3B式1Cから第1行および第
8行を削除した6行8列の行列である。これらはいずれ
も自身の転置行列との積が単位行列のスカラー倍となっ
ている。
【0041】行列Aはその各列をつのベクトルとみな
すことにより、A=[α 1 ,α 2 ,・・・,α q ,・・
・,α K ](ここで、α q はL個の要素を有する縦ベク
トル)と形式的に表現できる。
【0042】本発明では、選択電圧列としては、それを
構成する選択電圧ベクトルが、少なくともα 1 ,α 2
・・・,α K ,−α 1 ,−α 2 ,・・・,−α K からな
り、この選択電圧ベクトルを配列したベクトルの列を選
ぶ。
【0043】もし、表示しようとするデータが、二値
(すなわち、オンまたはオフ)であれば、選択電圧列中
に上記各ベクトルが回ずつ現れるようにした、2K個
のベクトルからなる選択電圧列を選ぶことができる。
【0044】選択電圧列は上記各ベクトル個ずつのみ
からなる必要はなく、要素が+V r もしくは−V r から
なる他のベクトルを加えたり、同じベクトルを複数個配
列することも、本発明の効果を損しない範囲で可能であ
る。
【0045】例えば、考えられる電位状態すべてを含む
(この場合、選択電圧列の中の選択電圧ベクトルの数が
L 以上となる)選択電圧列を考えることもできる。こ
の場合は、例えば、つの行電極サブグループが4本の
行電極からなるとすると、全体としてとり得る電位状態
は2 4 =16通り存在する。したがって、この場合の選
択電圧列には、選択電圧ベクトルが16以上存在する。
そして、かかる選択電圧列に対応する電圧が、本発明の
駆動回路における行電極選択波形となる。
【0046】この方法では行電極サブグループがすべて
の電位状態を経ることになるため、表示むらを抑える観
点では、有利なものとなる。しかし、Lが大きくなる
と、行電極選択に必要な選択パルスの数が指数関数的に
増大することになるので、パルス幅を同じにとるなら、
つの表示サイクルを完了するために必要な時間が極め
て長くなってしまう。
【0047】この意味では、選択電圧列としては、それ
を構成する選択電圧ベクトルが、実質的に、α 1 ,α
2 ,・・・,α K ,−α 1 ,−α 2 ,・・・,−α K
らなり、この選択電圧ベクトルを配列したベクトルの列
を選び、選択電圧列を構成する選択電圧ベクトルの数
が、実質的に2K個となるようにすることがもっとも好
ましい。このようにすれば、行電極の選択に必要な選択
パルスの数を最少にすることができ、高速表示としても
っとも有利である。また、上述の説明は二値表示に関す
るものであるが、同様の方法で、階調表示を実現するこ
とも可能になる。
【0048】選択電圧列を構成する選択電圧ベクトルの
配列順序は任意であって、サブグループごとに、また
表示データごとに入れ替えて用いることもできる。実際
の駆動における表示むらを抑制するためには、上記の入
れ替えを適当に行いながら駆動することがかえって好ま
しい場合が多い。
【0049】以下、記載の簡単のため、選択電圧ベクト
ルの要素のうち、+V r を1、−V r を0としたパター
ンで表し、これを「選択パターン」と呼び、また、選択
パターンを時系列で並べたものを「選択コード」と呼
ぶ。
【0050】そこで、この高速駆動時に好適な選択電圧
列(選択コード)について次に説明する。
【0051】各種選択電圧列を駆動に実際に適用した結
果、選択電圧列に含まれる選択電圧ベクトルの数を2I
個とし(Iは2I≧2Kの自然数)、かつ、前半分のI
個の選択電圧ベクトルの列と、後半分のI個の選択電圧
ベクトルの列とは絶対値が同じで正負が反対になるよう
にするものが、駆動の表示むらを抑制する観点で好まし
いことがわかった。かかるベクトル列が駆動の表示むら
を抑制することについてその原因は明らかではないが、
1表示を行うときに電極間に生ずる供給電圧波形が表示
データにかかわらず一様の周期で交流化されるためと推
測される。以下、このように配列した選択コードを特に
「反転コード」と呼ぶ。
【0052】具体的には、2I個の選択パターンから選
択コード電圧列がなっている場合に、第1番目から第I
番目の選択パターンの列と、第(I+1)番目から第2
I番目の選択パターンの列との2つの列を考えたとき、
第s番目の選択パターンと第(I+s)番目の選択パタ
ーンとの内容が、否定の関係になるような選択コードを
用いることを特徴とする。すなわち、第s番目の選択パ
ターンをW s として表すと、下記式4のような関係を満
たすように、行電極選択コードが形成されるということ
である。
【0053】
【数4】
【0054】反転コードを、選択電圧列として2K個の
選択電圧ベクトルからなるものの場合に適用することに
より、[α 1 ,α 2 ,・・・,α K ,−α 1 ,−α 2
・・・,−α K ]となる順序のベクトルの列を選ぶこと
が、駆動の表示むらを抑制する観点で好ましいことがわ
かった。
【0055】行電極の選択コードの例として、4次のア
ダマール行列から構成したものを表1に示す。
【0056】
【表1】
【0057】表1の選択コードは、選択電圧列として、
[α 1 ,α 2 ,・・・,α K ,−α 1 ,−α 2 ,・・
・,−α K ]となる順序の条件を満たしている。また、
サブグループごとに、もしくは表示データごとに選択電
圧列(選択パターン)を入れ替えて用いる場合は、表2
もしくは表3に示すような選択コードを採用することが
できる。表中の数字は表1の選択パターン番号を示して
おり、左から右に向かって時系列的に選択パターンが行
電極に印加されていくものとする。表2は行電極サブグ
ループつを選択するごとに選択パターンをずらすも
の、表3は行電極サブグループつを選択するごとに選
択パターンをずらすものである。
【0058】
【表2】
【0059】
【表3】
【0060】また、考えられる電位状態すべてを含む選
択電圧列による場合の例が表4である。表4では自然二
進法による選択コードを示。また4本の行電極をa
1 ,a 2 ,a 3 ,a 4 として示
【0061】
【表4】
【0062】この場合でも、表4の自然2進法の順のみ
でなく、ランダムコードやグレイコードを採用すること
もできる。
【0063】また、行電極のサブグループ内のすべての
行電極について、行電極選択波形の周波数が等しくなる
ようにした周波数均一化コードを用いることもできる。
L=4の場合の一例を表5に示
【0064】
【表5】
【0065】また、考えられる電位状態すべてを含む選
択電圧列による場合の反転コードの例を、L=3の場
合について表6に示す。
【0066】
【表6】
【0067】このように、上記の反転コードでは、第1
番目から第4番目までの行電極選択パターンの否定をと
ったものが、それぞれの順番で第5番目から第8番目ま
で並ぶことになる。
【0068】一方、表示データが、二値表示でなく、
(U+1)段(Uは2以上の自然数)の階調を有するも
のである場合は、選択電圧列として、それを構成する選
択電圧ベクトルが、少なくともα 1 ,α 2 ,・・・,α
K ,−α 1 ,−α 2 ,・・・,−α K のそれぞれU個を
含むベクトルの列を選ぶ。
【0069】二値表示の場合と同様に、選択電圧列は必
ずしも上記各ベクトルU個ずつのみ(全体で2KU個)
からなる必要はなく、要素が+V r もしくは−V r から
なる他のベクトルを加えたり、同じベクトルを加えたり
することも、本発明の効果を損しない範囲で可能であ
る。また、選択電圧列を実質的に上記各ベクトルU個ず
つからなる(全体で実質的に2KU個)ようにすれば、
行電極の選択に必要な選択パルスの数を少なくすること
ができ、高速表示のためには好ましく、特に、選択電圧
列を上記各ベクトルU個ずつのみからなるようにすれば
(全体で2KU個)、行電極の選択に必要な選択パルス
の数を最少にすることができ、高速表示のためには非常
に好ましい。
【0070】また、選択電圧列を構成する選択電圧ベク
トルの配列順序もやはり任意であって、選択電圧ベクト
ルをランダムに配列したり、または、サブグループごと
に、もしくは表示データごとに配列を入れ替えて用いる
こともできる。実際の駆動における表示むらを抑制する
ためには、上記の入れ替えを適当に行いながら駆動する
ことがかえって好ましい場合が多いのも二値表示の場合
と同様である。
【0071】(U+1)段の階調表示の場合も、選択電
圧を構成する選択電圧ベクトルの配列については種々の
ものが採用できる。例えば、ベクトル列[α 1 ,α 2
・・・,α K ]を1単位としてSと表すと、[S,S,
・・・,S,−S,−S,・・・,−S]と配列した
り、[S,−S,S,−S,・・・,S,−S]と配列
するごとくである。特に、フリッカを防止する観点で
は、[S,S,・・・,S,−S,−S,・・・,−
S]と配列することが好ましい。
【0072】次に、上述のように構成された選択電圧列
で表される選択パルスを各行電極に印加するタイミング
について説明する。
【0073】高速に表示切り替えを行う駆動の場合、液
晶分子の電圧印加に対する立ち上がりを急峻にするため
には、高速応答性の液晶を用いることが好ましい。この
場合、前述のように液晶分子に選択パルスが印加されて
いない時に液晶分子の配向が緩和してしまう問題があ
る。この問題は、数百以上の高デューティ比のダイナミ
ック駆動を行う際にはいわゆる液晶表示素子の平均応答
速度が150msec以下になると大きな問題となって
くるが、特にダイナミック駆動における平均応答速度1
00msec以下の液晶表示素子において顕著である。
【0074】かかる液晶緩和現象を抑制するために、各
行電極について選択電圧が印加されない非選択期間の長
さを調整することが好ましい。この調整は具体的には、
本発明の方法において、選択パルスをつの表示データ
を表示する期間内で分散して印加することにより行え
る。
【0075】すなわち、ひとつの行電極サブグループに
対する選択電圧列に対応する電圧の印加を連続的に一度
で行うのではなく、選択電圧列をいくつかのステージに
分割して、つのステージを印加したら次の行電極サブ
グループの選択に移ることにする。具体的には、以下の
シーケンスをとる。
【0076】(a)行電極サブグループを構成する各行
電極に対して、つのステージに含まれるベクトルに対
応する電圧を選択電圧ベクトルの順序にしたがって連続
的に電圧印加する(以下、これをa工程という)。 (b)a工程をすべての行電極のサブグループについて
行う(以下、これをb工程という)。 (c)a工程およびb工程をすべてのステージについて
その順序にしたがって行う。
【0077】このようにして、各行電極について選択電
圧が印加されない非選択期間の長さを調整することが可
能になる。
【0078】従来のいわゆる電圧平均化法においては、
これは、つの表示データを表示する間に、位相の異な
つの選択パルスを各行電極に印加することにより選
択電圧を交流化しているため、選択パルスは1サイクル
本が単位となる。
【0079】一方、本発明においては、選択電圧列を各
ステージに分割した数だけの選択パルス列が現れること
になる。したがって、選択電圧列を3分割以上すれば、
つの表示データを表示する間に現れる選択電圧列の数
を、従来法より多くすることができる。
【0080】また、必須ではないが、各ステージに含ま
れる選択電圧ベクトルの数をそれぞれ等しくすることは
極めて好ましいことである。駆動回路構成を簡易にす
ることができるからである。
【0081】各行電極について選択電圧が印加されない
非選択期間の長さの調整は、液晶の高速応答性に応じて
行うことができる。一般的には、選択電圧列の分割数を
増やしたほうが、非選択期間が短縮されるため、液晶の
緩和現象防止にはより効果がある。つまり、選択パルス
がより多く分散されれば、選択期間に立ち上がった光学
応答波形が、非選択期間で保持しやすくなる。したがっ
て、透過率平均レベルの低下を抑え、コントラスト比
の低下を防ぐために、もっとも好ましいのは各ステージ
個の選択電圧ベクトルからなる場合である。以下は
説明の簡単のため、この場合について主に説明する。
【0082】本発明において全体でN本の行電極をL本
ずつ一括して選択して二値表示をする場合に、つの表
示をするために各行電極に印加されるべき選択パルスの
数は、最少で2K・(N/L)本であり、これは従来の
電圧平均化法における2N本とほぼ同等である。したが
って、表示切替速度を両方法で同じとすると、つの選
択パターンに対応する選択パルスの幅もほぼ同等にな
る。一方、各行電極についてみれば、1表示をする間に
印加される選択パルスの数は、例えばL=2 p (pは整
数)のとき2L本であり、これをすべて分散して印加す
ることにより、行電極に選択電圧が印加されていない時
間を従来の方法に比べて1/Lにすることができる。す
なわち、実質的に選択パルスの幅を変えることなく、選
択パルスの本数を増やせることが本発明の方法の特長と
なっている。
【0083】表1の選択コードにしたがって、行電極に
印加される電圧を示したのが図1である。R 1 〜R 4
行電極のそれぞれを表しており、時間間隔Tは全体でN
本の行電極をL本ずつの行電極からなる行電極サブグル
ープに分けた場合、行電極サブグループが回選択され
るための時間間隔となる。
【0084】4本の行電極からなる行電極のサブグルー
プR 1 〜R 4 について、表4の選択コードに基づいて、
行電極に印加される電圧を示したのが、図7である。図
7によれば、100ラインの走査(つまり100の行電
極サブグループについて走査する)ごとに本の選択パ
ルスが現われることがわかる。
【0085】図1と同様に、表6に示した選択コードの
場合の、行電極サブグループR 1 〜R 3 についての印加
電圧の時系列変化を、図8に示す。ここで行電極の総本
数N=240とした。
【0086】次に、特定の行電極サブグループが以上説
明したような条件で選択されているときに特定のデータ
を表示するために列電極に印加される電圧について、以
下に説明する。
【0087】本発明では、(L+1)個の電圧レベルか
ら、行電極サブグループの選択パターンに応じて選ばれ
た電圧を列電極に印加することにより駆動される。この
(L+1)個の電圧レベルは、表示むら防止の観点から
電圧波形が交流化された方が有利であることを考慮する
と、少なくとも以下のような条件を満たす電圧レベルV
0 ,V 1 ,・・・,V L とされることが好ましい。
【0088】まず、V 0 <V 1 <・・・<V L とされ
る。表示データと、行電極に印加される選択電圧から、
このうちどの電圧レベルを選ぶべきかが決定される。こ
の方法は後に説明する。
【0089】次に、電圧波形の交流化の観点からは、L
が奇数のときは(すなわちnを整数として、L+1=2
n)、V 2n-m-1 =−V m (mは0≦m≦n−1の整数で
2n-m-1 >0)とされ、が偶数のときは(=2
n)、V 2n-m =−V m (mは0≦m≦n−1の整数でV
2n-m >0)とされる。ただし、これは、行電極に印加す
る非選択時の電圧を0とした場合であり、行電極、列電
極両方の電位を並行して同量変化させることはむろん可
能である。両電極間の電位差は変わらないからである。
【0090】また、V 0 ,V 1 ,・・・,V L のそれぞ
れの絶対値は液晶素子の構成等によって、適宜決定する
必要がある。
【0091】次に特定の表示パターンが与えられた場合
の、上記の(L+1)個の電圧レベルからの印加電圧の
選び方を説明する。
【0092】まず、表示データが二値からなる場合につ
いて説明する。図2は行電極400本からなるマトリク
ス表示の表示パターンの部を模式的に示したものであ
る。例えば、図2のような表示パターンを表示する場合
に、これに対応するデータのパターンは、オンを1、オ
フを0とすると、図中の表のようになる。行電極は4本
を一括選択することにすると、本の列電極では各サブ
グループに対して、4ビットごとのデータパターンに分
割される。j番目の行電極サブグループの表示データ
(ここでjは1〜Jまで変化する整数)を、L個の要素
を有する縦ベクトルD j (ここで、ベクトルD j の要素
は、オンを示す1もしくはオフを示す0からなる)で表
現する。例えば列電極C 9 ではD 1 t (d 1 ,d 2
3 ,d 4 )= t (1,0,1,0)である。tは、転
置を表す。
【0093】ここで、列電極に印加すべき電圧を決定す
るために、行電極に印加されている選択電圧の選択パタ
ーンのベクトル(これをβとする)、列電極のデータの
ベクトルとで、対応する要素ごとに排他的論理和をと
り、その総和iを求める。
【0094】例えば、図2の行電極の番目のサブグル
ープの選択電圧が[1,1,1,1]という選択パター
ンで表される場合、図2の列電極C 9 に印加すべき電圧
を決定するとする。このときの、上記の排他的論理和の
和iは下記式5で表される。
【0095】
【数5】
【0096】このようにしてiを求めると、列電極に印
加すべき電圧レベルは、V i として表される。
【0097】例えば、行電極の選択コードを表1に示す
ごとく選ぶ。この場合、図2の表示パターンを表示する
場合、列電極C 1 ,C 2 ,C 3 ,C 9 に印加する電圧は
図3のようになる。図で、例えばR 1 〜R 4 とあるのは
1 〜R 4 の行電極のサブグループが選択されている期
間を示している。ここでR 1 〜R 4 、R 5 〜R 8 、R 9
〜R 12 はそれぞれ独立して描かれている。また、見やす
さのため横軸の時間軸は、他のサブグループ選択期間を
省略して描いている。したがって、本発明において、選
択パルスを分散して印加する場合には、グラフに示した
電圧印加が連続して行われるのではなく、グラフ上のひ
とつの電圧印加が行われた後に、他の行電極サブグルー
プへの電圧印加が行われ、その時間が経過した後に、グ
ラフ上の次の電圧印加が行われることになる。
【0098】列電極電圧の最大値をV c とすると、V i
=V c (2i−L)/L,V r =V c 1/2 /L(ここ
で、Nは行電極の総本数)と選ぶことにより、電圧実効
値のV ON /V OFF を最大にすることができるので極めて
好ましい。
【0099】もちろん、上記条件にこだわらず、その近
傍で最も良いコントラスト比を得られるようにV r ,V
i のレベルを調整することもできる。
【0100】図2のようなL=4のときは、V 4 =+V
c ,V 3 =+V c /2,V 2 =0,V 1 =−V c /2,
0 =−V c などと選ぶ。また、前記条件では、V r
5V c となる。この場合の図2のR 1 −C 9 (オン状
態)およびR 2 −C 9 (オフ状態)の電圧変化を示した
のが図4である。ただし、これも図3同様、見やす
さのため横軸の時間軸は他のサブグループ選択期間を省
略して描いている。
【0101】このようにして、つの表示データが表示
されるが、特定の行電極サブグループに注目した場合、
1もしくは複数の表示を終えるごとに、選択電圧列(選
択パターン)の構成を変えていくことが、表示むら低減
のために有効な場合がある。特に、各行電極に印加され
る選択電圧が、特定のサブグループ内のそれぞれの行電
極同志で入れ替わるようにすることは表示むらを低減す
るために好ましい。すなわち、先のデータ表示の選択電
圧列形成に使用した行列Aの行を入れ替えて形成した行
列を、改めて選択電圧列形成用の行列Aとして使用す
る。
【0102】具体的には、表1に示す4次のアダマール
行列からなる選択コードを最初の表示に採用した場合、
表7、表8、表9のような選択コードを、表示データが
切り替わるごとに、順次使用することができる。それぞ
れの表の選択コードは、それぞれの行電極に印加する選
択選圧をずらしたものになっている。本発明の態様Xに
相当する。
【0103】
【表7】
【0104】
【表8】
【0105】
【表9】
【0106】以上、説明したような二値表示データを表
示する場合の本発明の駆動方法のシーケンスを、一括し
て選択する行電極の本数を4とし(L=4)、行電極サ
ブグループの数をJ個とした場合の代表的なものについ
てまとめて述べておく。
【0107】あらかじめ基本となる選択コードを決めて
おく。この例では、表1の選択コードを採用することに
する。
【0108】まず、第1の行電極サブグループに表1の
選択パターン1を印加する。同時に、各列電極には、こ
の選択パターンと、表示データから決定される電圧を印
加する。次に、第2の行電極サブグループには、表1の
選択パターン2を印加し、同時に、各列電極には、この
選択パターンと、表示データから決定される電圧を印加
する。次いで、第3の行電極サブグループには、表1の
選択パターン3を印加し、各列電極については同様に行
う。そしてこれを繰り返して、第J番目サブグループま
で行う。
【0109】次に、第1の行電極サブグループに表1の
選択パターン2を印加する。次に、第2の行電極サブグ
ループには、表1の選択パターン3を印加し、以下、こ
れを繰り返して、第J番目サブグループまで行う。
【0110】このようにして、順次、各行電極サブグル
ープに選択パターンを印加していき、これをすべての選
択パターンが印加されるまで行う。これでつの表示が
完了する。
【0111】次の表示データについての表示を行うとき
は、表7の選択コードを採用する。これは、表1の選択
コードで印加される選択電圧を各行電極についてずらし
たものになっている。
【0112】さらに次の表示データについての表示を行
うときは、表8の選択コードを採用し、順に、表示デー
タが切り替わるごとに、表9の選択コード、戻って表1
の選択コードと、採用する選択コードを切り替えてい
く。このようにして、順次、各表示データに基づいた表
示がなされる。
【0113】例えば、図2の表示パターンを表示する場
合で、表4の選択コードを選ぶなら、列電極C 1 ,C
2 ,C 3 ,C 9 に印加する電圧は図9のようになる。図
で、例えばR 1 〜R 4 とあるのはR 1 〜R 4 の行電極の
サブグループが選択されている期間を示している。ここ
でR 1 〜R 4 、R 5 〜R 8 、R 9 〜R 12 はそれぞれ独立
して描かれている。また、見やすさのため横軸の時間軸
は、他のサブグループ選択期間を省略して描いている。
したがって、本発明において、選択パルスを分散して印
加する場合には、グラフに示した電圧印加が連続して行
われるのではなく、グラフ上のひとつの電圧印加が行わ
れた後に、グラフ上の次の電圧印加が行われることにな
る。以上のことは図3と同様である。
【0114】さらにこの場合で、V 4 =+V c ,V 3
+V c /2,V 2 =0,V 1 =−V c /2,V 0 =−V
c と選び、かつ、V r =5V c と選んだ場合の図2のR
1 −C 9 (オン状態)およびR 2 −C 9 (オフ状態)の
電圧変化を示したのが図10である。ただし、これも見
やすさのため図9同様横軸の時間軸は図7の非選択
状態にある他の99のサブグループ選択期間を省略して
描いている。
【0115】また、表6の選択コードを選ぶ場合につい
ては以下のようになる。表4に示すとおり、本の列電
極について、行電極サブグループにおけるデータパター
ンD= t (d 1 ,d 2 ,d 3 )のとり得る状態は全部で
8通りあり、これらの組合せで、任意の表示パターンが
構成され得る。各行電極選択パターンとデータパターン
のビットごとの排他的論理和の合計i、およびそのiに
おけるV i を V i =−V c (2i−L)/L にしたがって計算した結果が、表10に示されている。
ただしV i の値はV c の係数のみ代表して示した。
【0116】
【表10】
【0117】この表に基づき、つのサブグループを選
択している期間に列電極へ印加すべき電圧波形が決定さ
れ、図11のようになる。この図における8通りの波形
の組合せで、任意の表示が可能となる。
【0118】特に、図8におけるR 3 上での印加電圧の
波形を全面オン((d 1 ,d 2 ,d 3 )=(1,1,
1))のデータパターン、および全面オフ((d 1 ,d
2 ,d 3 )=(0,0,0))のデータパターンで見る
と、常に4ステージあとに同じ電圧が印加されているこ
とがわかる。これは全面オフ、全面オン以外のデータパ
ターンでも同じである。
【0119】すなわち、上述の反転コードを、選択コー
ドとして採用することにより、一画面を走査する周期
(以下、フレーム周期という、また、その逆数をフレー
ム周波数という)の間に絶対値の同じ電位が2回繰り返
されるようにすることができる。
【0120】つまり、表示をオンとする場合には印加電
圧のパルスのうち、絶対値として最大の電圧を持つ+
(V r +V c ),−(V r +V c )の印加が最も液晶分
子の動きに寄与すると思われるが、これも4ステージに
度、すなわちフレーム周波数の2倍の周波数で正確に
現われることになる。
【0121】すなわち、従来の電圧平均化法では、液晶
の光学的応答の周波数はフレーム周期に等しかったが、
本発明の駆動方法において選択コードとして反転コード
を用いれば、フレーム周波数を実質的に2倍にすること
ができる。したがってこれにより、オン輝度、およびコ
ントラスト比を増加させることができる。また、いかな
る表示パターンにおいても液晶の光学的応答周期が一定
なため、均一な表示が得られる。
【0122】表示データが、二値表示ではなく、(U+
1)段(Uは2以上の自然数)の階調を有するものであ
る場合は、二値表示の場合とほぼ同様にして行うことが
できる。この場合、前述のように、選択電圧列として、
それを構成する選択電圧ベクトルが、実質的にα 1 ,α
2 ,・・・,α K ,−α 1 ,−α 2 ,・・・,−α K
それぞれU個からなり、該選択電圧ベクトルが配列され
たベクトルの列が選ばれる。
【0123】(U+1)段の階調表示はこれらの、それ
ぞれU個ずつあるそれぞれの選択電圧ベクトル(全体で
2UK個)について、合計U個のオンもしくはオフを所
定の比率で表示することにより、行うことができる。
【0124】具体例として、L=K=4であり、4階調
の表示を行う場合について説明する。このときの選択コ
ードは例えば、4次のアダマール行列から構成したもの
として、表11のようなものがある。左から右に向かっ
て選択パターンが進むものとし、また、上下方向の段は
各行電極に対応する。
【0125】
【表11】
【0126】また、表12のようなものもある。
【0127】
【表12】
【0128】上記のような場合、同種の選択パターンが
3回ずつ現れる。この3個の選択パターンをオンもしく
はオフに振り分けることにより、階調表示が可能であ
る。例えば、つをオンとし、つをオフとすれば、オ
ンから数えて2番目の階調に相当する表示となる。ま
た、つをオンとし、つをオフとすれば、オンから数
えて3番目の階調に相当する表示となる。このオン、オ
フの振り分けは、均等に行ったほうが見栄え上は有利で
ある。
【0129】次に、L本の行電極から構成される他の行
電極サブグループよりも少ないL r 本の行電極から構成
される行電極サブグループからなる部分について、その
行電極と列電極に印加する電圧については、(L−L
r )本の行電極を仮想的に加えて駆動することにより、
行電極サブグループを構成する行電極の本数がL本であ
る場合と同様に駆動できる。
【0130】すなわち、L r 本の行電極からなるサブグ
ループを駆動する場合は、L r 番目、(L r +1)番
目、・・・、L番目に相当する(L−L r )本の行電極
を仮想的に考えるとともに、その仮想的な行電極上の表
示データも仮想的に選んでおく。この表示データは、二
値表示の場合は0もしくは1であり、階調表示の場合は
どの階調に相当する表示データでもよい。
【0131】例えば、L=4であり、L r =3の行電極
サブグループを駆動する場合は、L=4の場合に構成し
た選択コードのうちの、行電極3本分を使用する。具体
的には、もし、表1に示した選択コードを採用する場合
は、例えば、行電極2〜4にあたる3本分の選択コード
を使用して、選択パルスを印加する。選び方は、行電極
2〜4に相当するものだけではなく、行電極1〜3に相
当するものを使用するのなど、他の選び方をしてもよ
い。
【0132】さらに、列電極への印加電圧は、以下のよ
うに決定される。すなわち、表示データについては、仮
想的な表示データを加えて、表示データのベクトルD j
を構成する。一方、選択パターンについては、L r 本の
行電極用の選択コードを構成するために用いたL本の行
電極の選択コードにおける選択パターンを用いる。そし
て、前述のように、これらの対応する要素ごとに排他的
論理和をとり、その総和iを求めることにより列電極へ
の印加電圧が決定される。
【0133】なお、以上の説明は、行電極サブグループ
を構成するL本の行電極がすべて実際の電極である場合
について説明したものであるが、その一部を仮想電極で
あるとして扱うことも可能である。
【0134】この場合は、実際の行電極サブグループを
構成する行電極に比べて、選択に必要な選択パルスおよ
び、列電極に印加すべき電圧の電圧レベルの数が最低必
要な値より大きくなることになる。しかし、列電極に印
加する電圧のレベルについて他の電圧レベルと共用する
場合などに利点のある場合がある。
【0135】
【実施例】本発明の駆動方法および駆動回路を実現する
ために採用した回路の一例が図6である。以下の説明は
16階調表示を行う場合のものである。表示データは
R,G,B別々にアナログ信号で入力される。これを
R,G,Bそれぞれ6ビットのA/D変換器1,1,1
でデジタルデータに変換し、これを液晶の光学特性に合
わせて補正器2で補正を行って(いわゆるγ補正)、階
調によって決まる所定ビット数の階調のデータに変換
し、いったん表示メモリ3に納める。次に、この表示メ
モリ3から所定の順序で読み出しを行い、データセレク
タ4によりL個の各サブグループメモリ5,5,・・
・,5に振り分ける。このL個のデータをそれぞれ階調
制御回路6,6,・・・,6で、15サイクルをひと
とめとして1ビットのオンオフ表示データ列(L個)
のデータに変換し、排他的論理和および加算器7に送
る。
【0136】そして、これらLビットのデータと行電極
選択パターン発生回路11から送られるLビットの行選
択パターンとの排他的論理和がとられ、ついで加算が行
われ、列電極ドライバ8へと送られる。行選択パターン
は遅延回路12で1行の選択時間だけ遅延されて行電極
ドライバ13へと送られる。行電極ドライバ13、列電
極ドライバ8の出力は液晶パネル9の各電極に入力され
る。なお、10はタイミング発生回路である。
【0137】また、考えられる電位状態すべてを含む選
択コードを使用した場合の回路構成を示した図が図13
である。
【0138】液晶表示素子をN 1 本の行電極とN 2 本の
列電極からなるとし、前述のようにN 1 本の行電極をL
本の行電極からなるサブグループに分け、サブグループ
ごとに一括して選択することとする。また、表示データ
はαビットのパラレルデータを転送して表示する。
【0139】選択信号形成は以下のように行った。
【0140】まず、基準となるパルス列をパルス発生器
31で発生し、列アドレスカウンタ32のクロックに入
力する。このパルス列を列アドレスカウンタ32で1/
αに分周したものをクロック信号34として、N 2 /α
段シフトレジスタ45のクロックに入力する。また、列
アドレスカウンタ32でα/N2 に分周したものをロー
ド信号35として、サブグループカウンタ36のクロッ
ク、フリップフロップ37のクロック、N 2 /αビット
ラッチ46のロード、L個のN 1 /M段シフトレジスタ
48のクロック、および1個のN 1 /L段シフトレジス
タ49のクロックに入力する。ここでN 2 /α段シフト
レジスタ45および 2 /αビットラッチ46は、gを
g-1 <L+1≦2 g を満足する自然数とするとg×α
個が必要となる。
【0141】さらに、サブグループカウンタでロード信
号35をL/N 1 に分周してフリップフロップ37のデ
ータに入力し、フリップフロップ37の出力をフレーム
信号38として行ステージカウンタ39のクロックおよ
び1個のN 1 /L段シフトレジスタ49のデータに入力
する。また、行ステージカウンタ39のLビット出力を
直接に、またはグレイコードなどに変換してそれぞれL
個のN1 /L段シフトレジスタ48のデータに入力す
る。
【0142】L個のN 1 /L段シフトレジスタ48の出
力および1個のN 1 /L段シフトレジスタ49の出力を
1 ビットの3レベルドライバ50に入力し、3レベル
ドライバ50のN 1 本の出力を液晶パネル51の行電極
に入力する。
【0143】また、表示データに対応するオン・オフ信
号形成は以下のように行った。表示データ40は、Lk
+1行用,Lk+2行用,・・・・,Lk+L行用(k
=0,・・・,N 1 /L−1)のL個のRAM41,4
1,・・・,41に分けてそれぞれαビットのデータと
して順次書き込みを行い、列アドレスカウンタ32の出
力をRAMアドレス33としてこれらL個のRAM4
1,41,・・・,41に並列に入力してアドレス指定
を行う。
【0144】αビットの表示データは、L個のRAM4
1,41,・・・,41から同時に読み出し、それぞれ
行ステージカウンタ39の対応する行とα個の排他的論
理和形成および加算器44で排他的論理和をとりかつ
加算してgビットの結果とする。その結果をN 2 /α段
シフトレジスタ45のデータに入力し、クロック信号3
4により順次シフトを行いN 2 /α段のデータがすべて
揃ったところで並列出力をN 2 /αビットラッチ46に
送り、ロード信号35でメモリーする。N 2 /αビット
ラッチ46の出力はL個のL+1レベルドライバ47に
入力され、L+1レベルドライバ47のN 2 本の出力を
それぞれ液晶パネル51の列電極に入力する。
【0145】(実施例1) 上述の回路構成を用いて平均応答速度が50msec
(25℃)のSTN液晶表示素子を行電極本数Nは49
0本に対して、L=7,J=70,K=8とし、1つの
選択パターンに対応する選択パルス幅を変化させて本発
明の駆動方法で駆動をしたところ、25℃で最大コント
ラスト比が図14の三角印に示したようになった。
【0146】また、この際、表13に示した選択コード
を使用した。これは、表14に示したような8次のアダ
マール行列から構成した選択コードのうち、行電極2〜
行電極8に相当する選択コードを使用したものである。
上記の発明の態様Yの場合に相当する。
【0147】また、選択パターン1つを行電極に印加す
るごとに次の行電極サブグループを印加することにし、
i C 2i−L)/L、V r =V C 1/2 /Lと
選び、電圧の絶対値は最大のコントラスト比が得られる
ように調整した。以下の実施例においてはすべて、選択
パターンの一つを行電極に印加するごとに次の行電極サ
ブグループを印加している。
【0148】
【表13】
【0149】
【表14】
【0150】(比較例1) 従来の電圧平均化法で1/480デューティ、1/1
5バイアス、選択パルス幅を変化させながら、実施例1
液晶表示素子を駆動したところ、最大コントラスト比
は図14の丸印のようになった。図14から、1/48
0デューティの電圧平均化法で通常用いられるパルス
幅20μsec(フレーム周波数100Hz程度)付近
で、本発明と従来法でコントラスト比に大きな違いがあ
り、本発明では、液晶の緩和現象が抑制され、コントラ
スト比が極めて高くなることが理解される。
【0151】(実施例2) 上述の回路構成を用いて平均応答速度が250msec
(25℃)のSTN液晶表示素子を行電極本数Nは49
0本に対して、L=7,J=70,K=8とし、1つの
選択パターンに対応する選択パルス幅を変化させて本発
明の駆動方法で駆動したところ、25℃で最大コントラ
スト比が図15の三角印に示したようになった。
【0152】また、この際、選択コードは実施例1と同
じものを用いた。また、選択パターン1つを行電極に印
加するごとに次の行電極サブグループを印加することに
し、V i =−V C 2i−L)/L、V r =V C 1/2
/Lと選び、電圧の絶対値は最大のコントラスト比が得
られるように調整した。
【0153】(比較例2) 従来の電圧平均化法で1/480デューティ、1/1
5バイアス、選択パルス幅を変化させながら、実施例2
の素子を駆動したところ、最大コントラスト比は図15
の丸印のようになった。図15から、1/480デュー
ティの電圧平均化法で通常用いられるパルス幅20μ
sec(フレーム周波数100Hz程度)付近で、従来
法ではすでに液晶の緩和現象の影響が出ており、本発明
に比べてコントラスト比が下がってきていることが理解
される。
【0154】(実施例3) 平均応答速度が80msec(25℃)のSTN液晶表
示素子を行電極本数Nは240本に対して、L=7,J
=34,K=8,L r =5とし、つの選択パターンに
対応する選択パルス幅を20μsecとし、表13の選
択コードを用いて本発明の駆動方法で駆動したところ、
25℃で最大コントラスト比が80:1となった。
【0155】(実施例4) 実施例3のSTN液晶表示素子をL=7としたが、行電
極サブグループのうちの1本はダミーの電極で実電極は
6本からなるようにして、J=40のサブグループに分
け、つの選択パターンに対応する選択パルス幅を20
μsecとし、実施例3と同じ選択コードを用い、本発
明の駆動方法で駆動したところ、25℃で最大コントラ
スト比が75:1となった。
【0156】ただし、つの表示サイクルは、行電極サ
ブグループの数が、実施例3より多くなったため、若干
長くなった。
【0157】(比較例3) 実施例3のSTN液晶表示素子を従来の電圧平均化法
で、1/240デューティ、1/15バイアス、選択
パルス幅20μsecとして駆動したところ、最大コン
トラスト比は55:1であった。
【0158】(実施例5) 実施例3とは別の平均応答速度が80msec(25
℃)のSTN液晶表示素子をN=240、L=4、選択
パルス幅20μsecで、表5に示したような考えられ
るすべての16(=2 4 )個の選択パターンからなる選
択コードを用いて駆動したところ、最大コントラスト比
が80:1となったが、つの表示サイクルを完了する
のに必要な時間は、実施例3の2倍であった。
【0159】(実施例6) 実施例5のSTN液晶表示素子を、Nは240本に対し
て、L=4、パルス幅12μsecとして、表5に示し
たような考えられるすべての16(=2 4 )個の選択パ
ターンからなる選択コードを用いて駆動したところ、2
5℃で最大コントラスト比が75:1となった。
【0160】(実施例7) 実施例5のSTN液晶表示素子を、Nは240本に対し
て、L=4、フレーム周波数90Hz(選択パルス幅1
1.6μsec程度)として、表5に示したような考え
られるすべての16(=2 4 )個の選択パターンからな
る選択コードを用いて駆動したところ、25℃で最大コ
ントラスト比が80:1となった。
【0161】(比較例4) 実施例5のSTN液晶表示素子を、従来の電圧平均化法
で1/240デューティ、1/15バイアス、選択パ
ルス幅12μsecで駆動したところ、最大コントラス
ト比は55:1であった。
【0162】(比較例5) 実施例5のSTN液晶表示素子を、従来の電圧平均化法
で1/240デューティ、1/15バイアス、フレー
ム周波数90Hz(選択パルス幅46μsec程度)で
駆動したところ、最大コントラスト比は47:1であっ
た。
【0163】(比較例6) 実施例5のSTN液晶表示素子を、IHAT法でN=2
40、L=4、フレーム周波数90Hz(パルス幅1
1.6μsec程度)で駆動した。この場合、選択パタ
ーンをつの行電極サブグループに連続的にすべて印加
した後、次の行電極サブグループを印加するようにし
て、選択パルスは分散しなかった。最大コントラスト比
は30:1となった。
【0164】(実施例8) 平均応答速度が45msec(25℃)のSTN液晶表
示素子を行電極本数Nは240本に対して、L=7,J
=34,K=8,L r =5とし、つの選択パターンに
対応する選択パルス幅を20μsecとし、本発明の駆
動方法で駆動したところ、25℃で最大コントラスト比
が54:1となった。
【0165】(実施例9) 実施例8で、行電極選択パターンとしては、表12の選
択パターンで、行電極サブグループを2つ選択するごと
に、使用する選択パターンを表12でつ右にずらした
ものを使用する以外は、同様に行った。最大コントラス
ト比は、54:1と実施例8とほぼ同様であったが、表
示むらがより小さく、見栄えの良い駆動が可能であっ
た。
【0166】(実施例10) 実施例9でさらにつの表示サイクルが終了するごとに
行電極サブグループ内の行電極と選択パターンの要素と
の対応を、つずつずらして選択した。最大コントラス
ト比は、54:1と、実施例9とほぼ同様であり、実施
例9よりもさらに表示むらの小さい見栄えの良い表示が
得られた。
【0167】(比較例7) 実施例8のSTN液晶表示素子を、従来の電圧平均化法
で1/240デューティ、1/15バイアス、選択パ
ルス幅20μsecで駆動したところ、最大コントラス
ト比は11:1まで低下した。
【0168】(実施例11) 実施例8とは別の平均応答速度が45msec(25
℃)のSTN液晶表示素子を、行電極選択コードとし
て、表6に示した反転コードを用い、N=240、L=
3、選択パルス幅23μsecとして駆動したところ、
最大コントラストは50:1であった。
【0169】(実施例12) 実施例11のSTN液晶表示素子を、N=240、L=
3、選択パルス幅23μsecとして、行電極選択コー
ドとして周波数均一化コードを選び、本発明の駆動方法
で駆動したところ、最大コントラストは25:1であっ
た。
【0170】(実施例13) 実施例11で、選択パルス幅を12μsecとするほか
は、すべて実施例11と同様の条件としたところ、最大
コントラストは62:1であった。
【0171】(比較例8) 実施例11のSTN液晶表示素子を、従来の電圧平均化
法で1/240デューティ、1/15バイアス、フレ
ーム周波数90Hz(パルス幅23μsec相当)で駆
動したところ、最大コントラスト比は18:1となっ
た。
【0172】(実施例14) 実施例8のSTN液晶表示素子を、実施例10の要領で
選択パターンをずらしながら、RGBカラー4階調表示
を行った。選択パターンとしては、表12の第8番目の
選択パターンまでを行列Sで表すと、[S,S,S,−
S,−S,−S]と構成されるものを用いた。コントラ
スト比が高く、表示むらの小さい駆動が可能であった。
【0173】(実施例15) 実施例14で選択パターンとして、[S,−S,S,−
S,S,−S]と構成されるものを用いた。実施例14
と比べて、コントラスト比、表示むらの程度ともほぼ同
等の表示が得られたが、若干、フリッカが認められた。
【0174】
【発明の効果】本発明は、選択パルス1フレーム内で
複数分散させることによって、従来の単純マトリクス方
式における電圧平均化法が1フレーム内に本の選択パ
ルスしか存在しないのと比べて、光学的状態の変化を少
なく抑制することが可能となった。これにより、ダイナ
ミック駆動時の平均応答速度が100msec以下、特
に50msec以下の液晶表示素子を駆動する場合に有
効である。
【0175】また、本発明は基本的にIHAT法の特徴
が生かされているので、L≧4とすれば供給電圧を従来
の電圧平均化法に比べて低減できるという効果も有
る。
【0176】この場合Lを増加させればさせるほど供給
電圧がさらに低減されていくが、Lの数が大きいと、列
電極印加波形のレベル数(L+1)も増えてハードウエ
ア上複雑になるので、今のところLは32以下が好まし
い。上記の実施例ではL=3、4、7または8の条件で
駆動を行った。
【0177】また、本発明によれば、つの表示データ
を表示する間に必要な選択パルスの数は、従来の電圧平
均化法に比べて実質的に変わらないので、特に高速表示
を行う場合に有利となっている。また、コントラスト比
の高い階調表示、カラー表示を行うことが可能になっ
た。
【0178】また、同様に駆動による表示均一性に関し
て、従来の電圧平均化法と比べてもその効果は大であ
る。
【0179】従来法は、表示パターンによって駆動波形
の周波数成分が大きく異なり、表示むらの要因になって
いたが、本発明においては、表示パターンによる周波数
成分の変動が少ないので、表示むらが出にくいと考えら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】表1の選択コードにしたがった場合の、行電極
のサブグループR 1 〜R 4 についての電位の時系列変化
を示すグラフ
【図2】液晶表示素子の表示パターンを示す概念図
【図3】表1の選択コードにしたがった場合の、図2の
表示パターンで列電極C 1 ,C 2 ,C 3 ,C 9 に印加す
る電圧を示すグラフ
【図4】表1の選択コードにしたがった場合の、図2の
表示パターンでR 1 −C 9 およびR 2 −C 9 の電圧を示
すグラフ
【図5】実効値応答およびピーク値応答を示すグラフ
【図6】本発明の駆動方法を実現する回路の一例を示す
ブロック図
【図7】表4の選択コードにしたがった場合の、行電極
のサブグループR 1 〜R 4 についての電位の時系列変化
を示すグラフ
【図8】表6の選択コードにしたがった場合の、行電極
のサブグループR1 〜R3 についての電位の時系列変化
を示すグラフ
【図9】表4の選択コードにしたがった場合の、図2の
表示パターンで列電極C 1 ,C 2 ,C 3 ,C 9 に印加す
る電圧を示すグラフ
【図10】表4の選択コードにしたがった場合の、図2
の表示パターンでR 1 −C 9 およびR 2 −C 9 の電圧を
示すグラフ
【図11】表6の選択コードにしたがった場合の、各表
示パターンで列電極へ印加すべき電圧波形を示すグラフ
【図12】全面オン、全面オフの場合の、図8のR 3
に印加される電圧を示すグラフ
【図13】本発明の駆動方法を実現する回路の一例を示
すブロック図
【図14】従来法と本発明の方法で、選択パルス幅を変
化させたときの、コントラスト比変化のグラフ
【図15】従来法と本発明の方法で、選択パルス幅を変
化させたときの、コントラスト比変化のグラフ
【符号の説明】
1:A/D変換器 2:補正器 3:表示メモリ 4:データセレクタ 5:サブグループメモリ 6:階調制御回路 7:排他的論理和および加算器 8:列電極ドライバ 9:液晶パネル 10:タイミング発生回路 11:行電極選択パターン発生回路 12:遅延回路 13:行電極ドライバ 31:パルス発生器 32:列アドレスカウンタ 33:RAMアドレス 34:クロック信号 35:ロード信号 36:サブグループカウンタ 37:フリップフロップ 38:フレーム信号 39:行ステージカウンタ 40:表示データ 41:RAM 44:排他的論理和形成および加算器 45:N 2 /α段シフトレジスタ 46:N 2 /α段ビットラッチ 47:M+1レベルドライバ 48:N 1 /M段シフトレジスタ 49:N 1 /M段シフトレジスタ 50:3レベルドライバ 51:液晶パネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G09G 3/20 623 G09G 3/20 623U 641 641T (31)優先権主張番号 特願平4−148844 (32)優先日 平成4年5月15日(1992.5.15) (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 中川 豊 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町松原1160 番地 エイ・ジー・テクノロジー株式会 社内 (72)発明者 高 英昌 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町松原1160 番地 エイ・ジー・テクノロジー株式会 社内 (72)発明者 長谷部 浩士 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社 中央研究所内 (72)発明者 山下 孝 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社 中央研究所内 (72)発明者 長野 英幸 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社 中央研究所内 (72)発明者 大西 孝宣 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町松原1160 番地 エイ・ジー・テクノロジー株式会 社内 (56)参考文献 特開 平5−100642(JP,A) 特開 平6−89082(JP,A) 国際公開93/23844(WO,A1) 国際公開93/18501(WO,A1) T.N.RUCKMONGATHA N,A GENERALIZED AD DRESSING TECHNIQUE FOR RMS RESPONDIN G MATRIX LCDS,CONF ERENCE RECORD OF T HE 1988 INTERNATIONA L DISPLAY RESEARCH CONFERENCE,米国,1988年 12月18日,p.80−85 JURGEN NEHRING,Ul timate Limits for Matrix Addressing of RMS−Responding Liquid−Crystal Dis plays,IEEE TRANSAC TIONS ON ELECTRON DEVICES,米国,1979年,VO L. ED−26, NO.5,p.795 −802 T.J.Scheffer,B.Cl ifton,Active Addre ssing Method for H igh−Contrast Video −Rate STN Display s,1992 Society for I nformation Display International Sym posium Digest of T echnical Papers Vo lume XXIII,米国,1992年 5月17日,p.228−231 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09G 3/00 - 3/38 G02F 1/133 505 - 580

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の行電極と複数の列電極とが備えられ
    たマトリクス型液晶表示素子の行電極について、それぞ
    れ等しい複数本の行電極からなる複数の行電極サブグル
    ープを設定し、この行電極サブグループについて一括し
    て選択して駆動を行うマトリクス型液晶表示素子の駆動
    方法であって、 行電極については、非選択時に行電極に印加する電圧を
    0とすると、あらかじめ定められた選択電圧ベクトルの
    要素が1の場合には+Vr 、−1の場合には−Vr (V
    r >0)となるように対応する電圧を選択電圧として使
    用し、 以下の(1)〜(9)の工程により行電極の選択を行う
    とともに、 列電極については、選択された行電極に印加される電圧
    のうち+Vr を1に、−Vr を0に対応させた値と、表
    示データを0または1で表現した値との排他的論理和
    を、選択された行電極サブグループ内の各行電極につい
    て加算した値に対応する電圧を印加する、マトリクス型
    液晶表示素子の駆動方法。 (1)選択行列Aとして、要素が+1もしくは−1から
    なり、自身の転置行列との積が単位行列のスカラー倍と
    なるアダマール行列であって、行電極サブグループに含
    まれる行電極の本数と等しい行数を有する行列を定め
    る。 (2)以下の条件を満たすようにして、選択電圧列を行
    電極サブグループに対応させる。 (a)選択行列A及びその要素の正負を反転した行列−
    Aを構成する各列ベクトルを少なくともすべて含み、列
    ベクトルの配列が異なる選択電圧列を複数定める。 (b)ある選択電圧列の各列ベクトルを選択電圧ベクト
    ルとし、全ての選択電圧ベクトルに対応する電圧を、そ
    の選択電圧列に対応する行電極サブグループに印加す
    る。 (c)全ての行電極サブグループを選択し終えるまで
    に、行電極サブグループに対応する選択電圧列を、他の
    選択電圧列に入れ替える。 (3)最初に選択される行電極サブグループに対応する
    選択電圧列に含まれる最初の選択電圧ベクトルに対応す
    る電圧を、この行電極サブグループに含まれる行電極へ
    の選択電圧として印加する。 (4)次に選択される行電極サブグループに対応する選
    択電圧列に含まれる最初の選択電圧ベクトルに対応する
    電圧を、この行電極サブグループに含まれる行電極への
    選択電圧として印加する。 (5)上記(4)の工程を全ての行電極サブグループに
    ついて行う。 (6)最初に選択される行電極サブグループに対応する
    選択電圧列に含まれる次の選択電圧ベクトルに対応する
    電圧を、この行電極サブグループに含まれる行電極への
    選択電圧として印加する。 (7)次に選択される行電極サブグループに対応する選
    択電圧列に含まれる次の選択電圧ベクトルに対応する電
    圧を、この行電極サブグループに含まれる行電極への選
    択電圧として印加する。 (8)上記(7)の工程を全ての行電極サブグループに
    ついて行う。 (9)上記(6)〜(8)の工程を選択電圧列に含まれ
    る全ての選択電圧ベクトルに対応する電圧が行電極に印
    加されるまで繰り返す。
  2. 【請求項2】(U+1)(Uは2以上の自然数)階調の
    階調表示を行う場合に、上記の(2)(a)の工程にお
    いて、選択行列A及び行列−Aを構成する各列ベクトル
    のそれぞれをU個含む選択電圧列を定め、 それぞれU個ずつあるそれぞれの選択電圧ベクトルにつ
    いて、合計U個のオンもしくはオフを階調数に応じた比
    率で表示することにより階調表示を行う請求項1に記載
    の液晶表示素子の駆動方法。
  3. 【請求項3】ビデオ表示を行う請求項1または2に記載
    の液晶表示素子の駆動方法。
  4. 【請求項4】行電極の総数をN、一つの行電極サブグル
    ープで同時に選択する行電極の本数をLとし、Nが行電
    極サブグループの数で割り切れない場合は、行電極に仮
    想的に行電極を加えて行電極サブグループの数で割り切
    れるようにし、この仮想電極を加えた行電極をそれぞれ
    等しい複数本の行電極からなる複数の行電極サブグルー
    プとして設定し、Lよりも少ないLr本の行電極からな
    る行電極サブグループについては、(L−Lr)本の行
    電極を仮想的に加えて駆動する請求項1、2または3に
    記載の液晶表示素子の駆動方法。
  5. 【請求項5】行電極サブグループを構成する行電極のう
    ち、一部は、仮想的な電極である請求項1、2、3また
    は4に記載の液晶表示素子の駆動方法。
  6. 【請求項6】複数の行電極と複数の列電極とが備えられ
    たマトリクス型液晶表示素子の行電極について、それぞ
    れ等しい複数本の行電極からなる複数の行電極サブグル
    ープを設定し、この行電極サブグループについて一括し
    て選択して駆動を行うマトリクス型液晶表示素子の駆動
    方法であって、 行電極については、非選択時に行電極に印加する電圧を
    0とすると、あらかじめ定められた選択電圧ベクトルの
    要素が1の場合には+Vr 、−1の場合には−Vr (V
    r >0)となるように対応する電圧を選択電圧として使
    用し、 以下の(1)〜(9)の工程により行電極の選択を行う
    とともに、 列電極については、選択された行電極に印加される電圧
    のうち+Vr を1に、−Vr を0に対応させた値と、表
    示データを0または1で表現した値との排他的論理和
    を、選択された行電極サブグループ内の各行電極につい
    て加算した値に対応する電圧を印加する、マトリクス型
    液晶表示素子の駆動方法。 (1)選択行列Aとして、要素が+1もしくは−1から
    なり、自身の転置行列との積が単位行列のスカラー倍と
    なるアダマール行列から1以上の行を削除した行列であ
    って、行電極サブグループに含まれる行電極の本数と等
    しい行数を有する行列を定める。 (2)以下の条件を満たすようにして、選択電圧列を行
    電極サブグループに対応させる。 (a)選択行列A及びその要素の正負を反転した行列−
    Aを構成する各列ベクトルを少なくともすべて含み、列
    ベクトルの配列が異なる選択電圧列を複数定める。 (b)ある選択電圧列の各列ベクトルを選択電圧ベクト
    ルとし、全ての選択電圧ベクトルに対応する電圧を、そ
    の選択電圧列に対応する行電極サブグループに印加す
    る。 (c)全ての行電極サブグループを選択し終えるまで
    に、行電極サブグループに対応する選択電圧列を、他の
    選択電圧列に入れ替える。 (3)最初に選択される行電極サブグループに対応する
    選択電圧列に含まれる最初の選択電圧ベクトルに対応す
    る電圧を、この行電極サブグループに含まれる行電極へ
    の選択電圧として印加する。 (4)次に選択される行電極サブグループに対応する選
    択電圧列に含まれる最初の選択電圧ベクトルに対応する
    電圧を、この行電極サブグループに含まれる行電極への
    選択電圧として印加する。 (5)上記(4)の工程を全ての行電極サブグループに
    ついて行う。 (6)最初に選択される行電極サブグループに対応する
    選択電圧列に含まれる次の選択電圧ベクトルに対応する
    電圧を、この行電極サブグループに含まれる行電極への
    選択電圧として印加する。 (7)次に選択される行電極サブグループに対応する選
    択電圧列に含まれる次の選択電圧ベクトルに対応する電
    圧を、この行電極サブグループに含まれる行電極への選
    択電圧として印加する。 (8)上記(7)の工程を全ての行電極サブグループに
    ついて行う。 (9)上記(6)〜(8)の工程を選択電圧列に含まれ
    る全ての選択電圧ベクトルに対応する電圧が行電極に印
    加されるまで繰り返す。
  7. 【請求項7】(U+1)(Uは2以上の自然数)階調の
    階調表示を行う場合に、上記の(2)(a)の工程にお
    いて、選択行列A及び行列−Aを構成する各列ベクトル
    のそれぞれをU個含む選択電圧列を定め、 それぞれU個ずつあるそれぞれの選択電圧ベクトルにつ
    いて、合計U個のオンもしくはオフを階調数に応じた比
    率で表示することにより階調表示を行う請求項6に記載
    の液晶表示素子の駆動方法。
  8. 【請求項8】ビデオ表示を行う請求項6または7に記載
    の液晶表示素子の駆動方法。
  9. 【請求項9】行電極の総数をN、一つの行電極サブグル
    ープで同時に選択する行電極の本数をLとし、Nが行電
    極サブグループの数で割り切れない場合は、行電極に仮
    想的に行電極を加えて行電極サブグループの数で割り切
    れるようにし、この仮想電極を加えた行電極をそれぞれ
    等しい複数本の行電極からなる複数の行電極サブグルー
    プとして設定し、Lよりも少ないLr本の行電極からな
    る行電極サブグループについては、(L−Lr)本の行
    電極を仮想的に加えて駆動する請求項6、7または8に
    記載の液晶表示素子の駆動方法。
  10. 【請求項10】行電極サブグループを構成する行電極の
    うち、一部は、仮想的な電極である請求項6、7、8ま
    たは9に記載の液晶表示素子の駆動方法。
  11. 【請求項11】複数の行電極と複数の列電極とが備えら
    れたマトリクス型液晶表示素子の行電極について、それ
    ぞれ等しい複数本の行電極からなる複数の行電極サブグ
    ループを設定し、行電極サブグループを一括して順次選
    択して駆動を行うマトリクス型液晶表示素子の駆動回路
    であって、 駆動回路に入力された表示データに対応するデータを格
    納する表示メモリと、 所定の選択電圧列における各列ベクトルを選択電圧ベク
    トルとして順次出力する行電圧パターン発生回路と、 各列電極について、上記行電圧パターン発生回路が出力
    する選択電圧ベクトルと、その選択電圧ベクトルが出力
    されるときに選択される行電極サブグループに対応した
    上記表示メモリ内のデータとをビット毎に排他的論理和
    し、排他的論理和の結果の各ビットの加算処理を行う演
    算回路と、 上記演算回路の演算結果に応じた電圧を列電極に印加す
    る列電極ドライバと、 上記行電圧パターン発生回路が出力する選択電圧ベクト
    ルの要素に応じた電圧を行電極に印加する行電極ドライ
    バとを備え、 上記行電圧パターン発生回路は、 要素が+1もしくは−1からなり、自身の転置行列との
    積が単位行列のスカラー倍となるアダマール行列であり
    行電極サブグループに含まれる行電極の本数と等しい行
    数を有する選択行列Aを構成する各列ベクトルと、選択
    行列Aの要素の正負を反転した行列−Aを構成する各列
    ベクトルとを全て含む列数が同じである複数種類の選択
    電圧列のうちのいずれかの選択電圧列を行電極サブグル
    ープに対応する選択電圧列として、その選択電圧列に含
    まれる列数に相当する数の選択電圧ベクトルを順次出力
    する構成であって、1つの行電極サブグループに対応す
    選択電圧列に含まれる1つの選択電圧ベクトルを出力
    したら次の行電極サブグループに対応する選択電圧列に
    含まれる選択電圧ベクトルを出力し、全ての行電極サブ
    グループについて選択電圧ベクトルを出力し終えるまで
    に、行電極サブグループに対応する選択電圧列を他の行
    電極サブグループに対応する選択電圧列と変える構成で
    ある液晶表示素子の駆動回路。
  12. 【請求項12】複数の行電極と複数の列電極とが備えら
    れたマトリクス型液晶表示素子の行電極について、それ
    ぞれ等しい複数本の行電極からなる複数の行電極サブグ
    ループを設定し、行電極サブグループを一括して順次選
    択して駆動を行うマトリクス型液晶表示素子の駆動回路
    であって、 駆動回路に入力された表示データに対応するデータを格
    納する表示メモリと、 所定の選択電圧列における各列ベクトルを選択電圧ベク
    トルとして順次出力する行電圧パターン発生回路と、 各列電極について、上記行電圧パターン発生回路が出力
    する選択電圧ベクトルと、その選択電圧ベクトルが出力
    されるときに選択される行電極サブグループに対応した
    上記表示メモリ内のデータとをビット毎に排他的論理和
    し、排他的論理和の結果の各ビットの加算処理を行う演
    算回路と、 上記演算回路の演算結果に応じた電圧を列電極に印加す
    る列電極ドライバと、 上記行電圧パターン発生回路が出力する選択電圧ベクト
    ルの要素に応じた電圧を行電極に印加する行電極ドライ
    バとを備え、 上記行電圧パターン発生回路は、 要素が+1もしくは−1からなり、自身の転置行列との
    積が単位行列のスカラー倍となるアダマール行列から1
    以上の行を削除した行列であり行電極サブグループに含
    まれる行電極の本数と等しい行数を有する選択行列Aを
    構成する各列ベクトルと、選択行列Aの要素の正負を反
    転した行列−Aを構成する各列ベクトルとを全て含む
    数が同じである複数種類の選択電圧列のうちのいずれか
    の選択電圧列を行電極サブグループに対応する選択電圧
    列として、その選択電圧列に含まれる列数に相当する数
    選択電圧ベクトルを順次出力する構成であって、1つ
    の行電極サブグループに対応する選択電圧列に含まれる
    1つの選択電圧ベクトルを出力したら次の行電極サブグ
    ループに対応する選択電圧列に含まれる選択電圧ベクト
    ルを出力し、全ての行電極サブグループについて選択電
    圧ベクトルを出力し終えるまでに、行電極サブグループ
    に対応する選択電圧列を他の行電極サブグループに対応
    する選択電圧列と変える構成である液晶表示素子の駆動
    回路。
  13. 【請求項13】R、G、Bの3色の表示データが駆動回
    路に入力される請求項11または12に記載の液晶表示
    素子の駆動回路。
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