JP3890976B2 - 電気光学素子の駆動方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶のような電気光学素子の駆動方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、複数の走査電極及び複数のデータ電極間の交差位置に設けられた複数の光学表示素子を駆動する方法として、ＭＬＳ（Multi-Line Selection）駆動方法が知られている。該ＭＬＳ駆動方法によれば、前記複数の走査電極のうち所定数の走査電極に、直交関数により特定される電圧の走査信号を同時に供給することにより、前記所定数の走査電極に配置された電気光学素子の選択を選択することに並行して、前記走査信号の電圧と前記電気光学素子が表示すべき表示データにより特定される電圧とにより規定される電圧のデータ信号を前記信号電極に供給し、前記電気走査信号及び前記データ信号により規定される電圧を前記電気光学素子に印加することを１フレーム期間に複数回行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＭＬＳ駆動方法では、前記走査信号の電圧が一つの直交関数により特定されることから、前記電気光学素子に印加される前記電圧が固定的になる。この結果、例えば、印加される前記電圧の周波数が高周波になる電気光学素子があり、他方、印加される前記電圧の周波数が直流に近似する電気光学素子があるというように、電気光学素子に印加される前記電圧の周波数が前記電気光学素子毎に異なる。このような前記印加される周波数が異なることに起因して、表示ムラが生じるという問題があった。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、表示ムラを低減できる電気光学素子の駆動方法を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明に係る電気光学装置の駆動方法は、複数の走査電極及び複数の信号電極間の交差位置に設けられた複数の電気光学素子を駆動する電気光学素子の駆動方法であって、前記複数の走査電極に供給する走査信号の電圧を規定する第１種別の行列及び第２種別の行列であって各列に所定数の電圧のうちの一の電圧を選定するための奇数個の要素を含む前記第１種別の行列、及び各列に前記所定数の電圧のうちの前記一の電圧を選定するための偶数個の要素を含む前記第２種別の行列を交互に選定し、選定された種別の行列に含まれる各列の要素により特定される電圧の走査信号を所定数の走査電極に同時に供給することにより、前記所定数の走査電極に設けられた電気光学素子を同時に選択するステップと、前記走査信号の電圧の種類毎の個数と前記複数の電気光学素子が表示すべきデータにより特定される電圧毎の個数との関係に従って特定される電圧のデータ信号を前記各信号電極に供給するステップとを含むことを特徴とする。
【０００５】
また、上記電気光学素子の駆動方法においては、前記第１および第２種別の行列を各々複数設けて循環的に適用し、これら複数の行列内における行方向の要素値の変動回数の合計の行間の差を、一の行列内における行方向の要素値の変動回数の行間の差よりも小さくなるように構成すると好適である。
【０００６】
第１および第２種別の行列を各々複数設けた上記電気光学素子の駆動方法においては、さらに、前記第１および第２種別の行列は、２回を一単位として交互に選定されるようにするとよい。また、前記第１および第２種別の行列を、これら複数の行列内における行方向の要素値の変動回数の合計が等しくなるように構成すると一層好適である。
【０００７】
また、上記電気光学素子の駆動方法においては、前記電気光学素子を、前記所定数の走査電極から成る走査電極グループを複数有するものとし、連続して走査される複数の走査電極グループ毎に、前記第１種別および第２種別の行列を交互に選定するステップをさらに設けてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
1．一実施形態の構成
次に、本発明の一実施形態の液晶表示素子の駆動方法について説明する。
まず、ＭＬＳ駆動法においては、非分散型と分散型の２種類が知られている。分散型ＭＬＳ駆動法では、１フレームが例えば第１〜第４フィールドに等分割され、各フィールド毎に走査電極グループが順次選択される。また、非分散型ＭＬＳ駆動法においては、１フレームの中に各走査電極グループに対する選択期間が設けられ該選択期間が第１〜第４期間ｆ１〜ｆ４に分割される。本実施形態は、特に選択期間内の信号レベルの変動による歪みの影響を軽減するものであるため、主として非分散型ＭＬＳ駆動法に適用される。
【０００９】
本実施形態においては、４Ｓ本の走査電極が４本毎に同時に駆動される。その動作の概要を図１を参照し説明する。まず、同時に選択される走査電極の組を走査電極グループＧ１，Ｇ２，…，ＧＳと称する。さらに、各走査電極グループのうち第１番目の走査電極Ｙ１、Ｙ５、…、Ｙk+1、…を第１走査電極Ｒ１と称し、第２，第３，第４番目の走査電極をＲ２，Ｒ３，Ｒ４と、各々称することにする。
【００１０】
図１において、各走査電極には、基準電圧ＶＣを基準として正極性の＋Ｖ３または負極性の−Ｖ３のうち何れか一方が印加される。そして、本実施形態においては、１フレームの中に各走査電極グループに対する選択期間が設けられ該選択期間が第１〜第４期間ｆ１〜ｆ４に分割される。この選択期間内の動作を、図３(a)を参照し、さらに詳細を説明する。同図(a)において「＋１」または「−１」を要素とする「行列」が示されているが、このような行列を「走査パターン群」という。
【００１１】
各要素のうち「＋１」は＋Ｖ３を、「−１」は−Ｖ３を、各々走査電極電圧として選択することを意味する。行列の各「行」は、各々４つの要素から成り、一の選択期間内の第１〜第４期間ｆ１〜ｆ４に何れかの走査電極に印加される選択電圧を時系列的に表わすものになる。一方、行列の各「列」は、各々４つの要素から成り、第１〜第４期間ｆ１〜ｆ４のうち一の期間において走査電極Ｒ１〜Ｒ４に印加される選択電圧の極性の組を示すことになる。これらの「列」を第１〜第４走査パターンＰ１〜Ｐ４と称する。例えば、第１〜第４期間ｆ１〜ｆ４にこれらパターンＰ１〜Ｐ４を順次適用するとすれば、第１走査電極Ｒ１に印加される電圧は、第１〜第４期間において＋Ｖ３，＋Ｖ３，−Ｖ３，＋Ｖ３の順になる。
【００１２】
次に、信号電極電圧は、±Ｖ２、±Ｖ１およびＶＣの中から選択される。上記各電圧の大小関係は、「＋Ｖ３＞＋Ｖ２＞＋Ｖ１＞ＶＣ＞−Ｖ１＞−Ｖ２＞−Ｖ３」の通りである。信号電極電圧は、走査パターンと表示データＤのパターン（以下、表示パターンと称する）との不一致数に基づいて選択される。ここに、表示データＤは、オフ（白）に対して「−１」、オン（黒）に対して「＋１」とする。まず、走査パターンと表示パターンの不一致数が「４」のとき信号電極電圧として＋Ｖ２が選択され、同様に不一致数が「３」のとき＋Ｖ１が、「２」のときＶＣが、「１」のとき−Ｖ１が、「０」のとき−Ｖ２が、各々信号電極電圧として選択される。
【００１３】
図１の例にあっては、列Ｘ１〜Ｘ４の信号電極において常に「白」が表示される。すなわち、これらの列における表示パターンは「−１,−１,−１,−１（白白白白）」である。図５(a)において第１走査パターンＰ１は「＋１,−１,＋１,＋１」であるから、不一致数は「３」である。他の走査パターンＰ２〜Ｐ４においても、何れも１ラインのみが「−１」であるから、不一致数は常に「３」である。したがって、信号電極電圧として＋Ｖ１が常に選択されることになる。一方、左から第５番目〜第８目の列Ｘ５〜Ｘ８においては、「白白白黒、黒黒黒白」が繰り返し表示される。
【００１４】
したがって、これらの列におけるＧ１およびＧ３の表示パターンは常に「−１,−１,−１,＋１」になり、信号電極Ｘ５〜Ｘ８の各電圧は、必ずＶＣまたは＋Ｖ２になる。また、これらの列におけるＧ２およびＧ４の表示パターンは常に「＋１,＋１,＋１,−１」になるから、信号電極Ｘ５〜Ｘ８の各電圧は、必ずＶＣまたは−Ｖ２になる。以上から明らかなように、例えば同じ「白」画素に対しても、グループ内の他の画素の表示データに応じて、信号電極電圧の波形は異なることになる。しかし、表示データＤが同一である画素に対しては印加される電圧実効値が同一になるように各電圧値が定められているため、理想的状態（波形歪みが生じない状態）では、これらの画素の輝度は同一になると想定できる。
【００１５】
本実施形態においては、図３(a)〜(h)に示す走査パターン群ＱＡ１〜ＱＡ４，ＱＢ１〜ＱＢ４の合計８種類の走査パターン群が用いられる。これらの走査パターン群は、フレーム毎に、また走査電極グループ毎に切り換えられる。第１フレーム（１Ｆ）〜第８フレーム（８Ｆ）において、奇数番目の走査電極グループＧ１，Ｇ３，Ｇ５，…および偶数番目の走査電極グループＧ２，Ｇ４，Ｇ６，…に各々適用される走査パターン群を図４に示す。また、第８フレーム（８Ｆ）以降は、８フレーム毎に、第１フレーム（１Ｆ）〜第８フレーム（８Ｆ）の走査パターン群が繰り返し適用される。
以下、かかる走査パターン群の選択に起因する動作の詳細を説明する。
【００１６】
1．1．信号電極電圧波形に対する歪みの平均化
まず、第１フレーム（１Ｆ）において走査電極グループＧ１，Ｇ２を成す走査電極Ｙ１〜Ｙ８に実際に印加される電圧波形を図２(a)，(b)に示す。上述した図４の適用規則によれば、第１フレーム（１Ｆ）において、奇数番目の走査電極グループＧ１には走査パターン群ＱＡ１が適用され、偶数番目の走査電極グループＧ２には走査パターン群ＱＢ１が適用される。従って、図２(a)，(b)の波形は、図３(a)，(e)の走査パターン群における「＋１」を＋Ｖ３に、「−１」を−Ｖ３に変換したものに等しくなる。
【００１７】
図２(a)，(b)の例にあっては、第１フレーム（１Ｆ）の最初に走査電極グループＧ１に対する選択期間ＴＧ１が設けられ、これに引き続いて走査電極グループＧ２に対する選択期間ＴＧ２が設けられている。他の走査電極グループに対しても、同様にして第１フレーム（１Ｆ）内に選択期間が順次設けられている。次に、図２(c)に、全白の表示パターン「−１,−１,−１,−１」に対して各信号電極に印加される電圧波形を示す。
【００１８】
ここで、信号電極の電圧波形が図示のようになる理由を説明しておく。まず、上述したように、走査パターン群ＱＡ１を構成する走査パターンＰ１〜Ｐ４は、常に１ラインのみが「−１」であるから、表示パターン「−１,−１,−１,−１」に対して不一致数は常に「３」である。したがって、信号電極電圧として＋Ｖ１が常に選択されることになる。
【００１９】
また、選択期間ＴＧ２に適用される走査パターン群ＱＢ１内の走査パターンＰ１〜Ｐ３においては、２ラインが「−１」である。このため、第１〜第３期間ｆ１〜ｆ３において不一致数は「２」であり、信号電極電圧としてＶＣが選択される。また、選択期間ＴＧ２の第４期間ｆ４においては、走査パターン群ＱＢ１の走査パターンＰ４が適用される。この走査パターンＰ４は、全て「＋１」であるから、不一致数は「４」であり、信号電極電圧として＋Ｖ２が選択される。なお、選択期間ＴＧ３以降は、選択期間ＴＧ１，ＴＧ２と同様の電圧波形が繰り返される。従って、信号電極電圧波形は、図２(c)に示すようになる。
【００２０】
ところで、図３(a)〜(h)を参照すると、走査パターン群ＱＡ１〜ＱＡ４を各々構成する走査パターンＰ１〜Ｐ４は、「−１」の走査電極を奇数個（図示の例では１個）含むパターンであることが解る。これらの走査パターンＰ１〜Ｐ４とオン状態（黒）の画素数が偶数になる表示データである表示パターン（例えば全白または全黒など）とを比較すると、不一致数は必ず奇数になり、図２(c)の選択期間ＴＧ１に例示したように信号電極電圧は必ず±Ｖ１になる。かかる走査パターン群ＱＡ１〜ＱＡ４を「種別Ａ」と呼ぶ。
【００２１】
一方、走査パターン群ＱＢ１〜ＱＢ４を各々構成する走査パターンＰ１〜Ｐ４は、「−１」の走査電極を偶数個（図示の例では２個または０個）含むパターンであることが解る。これらの走査パターンＰ１〜Ｐ４と全白または全黒などの表示パターンとを比較すると、不一致数は必ず偶数になり、図２(c)の選択期間ＴＧ２に例示したように信号電極電圧は±Ｖ２またはＶＣの何れかになる。かかる走査パターン群ＱＢ１〜ＱＢ４を「種別Ｂ」と呼ぶ。
【００２２】
また、オン状態（黒）の画素数が奇数になる表示パターン（例えば図１の列Ｘ５〜Ｘ８）に対しては、不一致数の奇数・偶数の関係が逆転する。すなわち、かかる表示パターンに対して種別Ａの走査パターン群が適用されると不一致数は必ず偶数になり、信号電極電圧は±Ｖ２またはＶＣの何れかになる。また、種別Ｂの走査パターン群が適用されると不一数は必ず奇数になり、信号電極電圧は±Ｖ１になる。
【００２３】
図４を再び参照すると、奇数番目の走査電極グループＧ１，Ｇ３，Ｇ５，…においても、偶数番目の走査電極グループＧ２，Ｇ４，Ｇ６，…においても、走査パターン群ＱＡ１〜ＱＡ４，ＱＢ１〜ＱＢ４が各々１回づつ適用されている。従って、何れの走査電極に対しても、８フレーム周期の中では、「信号電極電圧が±Ｖ１になるフレーム」が４回、「信号電極電圧が±Ｖ２またはＶＣになるフレーム」が４回発生することになる。
【００２４】
ここに本実施形態の特徴の一つがある。すなわち、本実施形態によれば、表示パターンの内容に拘らず、８フレーム内で「信号電極電圧が±Ｖ１になるフレーム」が４回、「信号電極電圧が±Ｖ２またはＶＣになるフレーム」が４回発生するため、信号電極電圧における歪みの影響が平均化され、表示データＤが同一である２つの画素の輝度差すなわち表示ムラを緩和することができるのである。
【００２５】
1．2．走査電極電圧波形に対する歪みの平均化
ここで、図２(a)を再び参照すると、走査電極Ｙ１〜Ｙ８に印加される電圧レベルの変動回数が各々異なることが解る。すなわち、走査電極Ｙ１については、第１期間ｆ１の開始タイミング、第３期間ｆ３の開始タイミング、第４期間ｆ４の開始タイミングおよび第４期間ｆ４の終了タイミングの合計４回、電圧レベルが変動している。同様に、各走査電極についての、変動回数は以下のようになる。
Ｙ１：４回， Ｙ２：３回， Ｙ３：３回， Ｙ４：４回，
Ｙ５：２回， Ｙ６：３回， Ｙ７：４回， Ｙ８：５回
【００２６】
これらの変動回数は、走査パターン群を成す行列内における要素値の変動回数に対応している。電圧レベルの変動回数が多くなると、電圧波形の周波数成分が高くなるため、容量成分による歪みを受けやすくなる。そして、変動回数が各走査電極毎に異なれば、電圧波形の歪みの態様が異なり、これによって表示ムラが生じる可能性がある。そこで、本実施形態においては、電圧レベルの変動回数を平均化することにより、さらに表示ムラを緩和しようとするものである。
【００２７】
上述したように、本実施形態においては、何れの走査電極グループに対しても走査パターン群ＱＡ１〜ＱＡ４，ＱＢ１〜ＱＢ４が各々１回づつ適用される。そこで、各走査パターン群における各走査電極Ｒ１〜Ｒ４に対して、８フレーム内で発生する走査電極電圧の変動回数をまとめると、図５のようになる。同図に示すように、全ての走査電極電圧について、８フレーム内で発生する変動回数は「２８回」である。このように、本実施形態によれば、走査電極電圧の変動回数を一致させることができ、その波形歪みによる影響を均一化することができる。
【００２８】
1．3．交流化駆動における波形の対称性確保
ところで、液晶層に印加される電圧に直流成分が含まれていると液晶層が劣化するため、液晶表示素子においては、交流化駆動を行うことが一般的である。すなわち、所定周期毎に電圧の極性が切り換えられる。一般的に、１フレーム毎に走査電極電圧および信号電極電圧の極性が切り換えられるため、本実施形態においても１フレーム毎にこれら電圧の極性が切り換えられる。
【００２９】
ここで、再び、図４を参照すると、何れの走査電極グループに対しても、種別Ａ，Ｂの走査パターン群が２フレーム毎に切り換えられている。すなわち、交流化駆動の正負を成す２フレームに対して、同一種別の走査パターン群が適用されていることが解る。これにより、２フレーム毎の波形の対称性を確保することができ、一層表示品質を向上させることができる。
【００３０】
このように、本実施形態によれば、種別Ａ，Ｂの走査パターン群の適用数を一致させることによって信号電極電圧の歪みの影響が平均化され、走査電極電圧の変動回数を一致させることによって走査電極電圧の歪みの影響が平均化される。そして、種別を２フレーム毎に切り換えることにより、２フレーム毎の波形の対称性を確保することができる。これらにより、各部の波形歪みの態様の相違による表示ムラが大幅に抑制され、高品位な表示画像を得ることができる。
【００３１】
2．変形例
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態においては、図４において説明したように、１フレーム内においては１走査電極グループ（４ライン）毎に適用される走査パターン群を切り換えたが、これを複数走査電極グループ（例えば２グループ＝８ライン、３グループ＝１２ライン）毎に切り換えても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、一の電圧を選定するための奇数個の要素を含む第１種別の行列と、該一の電圧を選定するための偶数個の要素を含む第２種別の行列を交互に選定するから、電圧波形の歪みによる表示ムラを抑制し、高品位な画像を電気光学素子に表示させることができる。
さらに、走査電極電圧の変動回数を一致させることによって走査電極電圧の歪みの影響が平均化され、電圧波形の歪みによる表示ムラを抑制し、高品位な画像を電気光学素子に表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 液晶表示素子における各種表示パターンを示す図である。
【図２】 本発明の一実施形態における各部の波形図である。
【図３】 一実施形態に適用される複数の走査パターン群を示す図である。
【図４】 一実施形態における走査電極グループおよびフレーム毎の走査パターン群の適用規則を示す図である。
【図５】 各走査パターン群での走査電極電圧の変動回数を示す図である。
【符号の説明】
Ｇ１, Ｇ２，…… 走査電極グループ
Ｘ１，Ｘ２，…… 信号電極
Ｙ１，Ｙ２，…… 走査電極

Claims (5)

1. 複数の走査電極及び複数の信号電極間の交差位置に設けられた複数の電気光学素子を駆動する電気光学素子の駆動方法であって、
   前記複数の走査電極に供給する走査信号の電圧を規定する第１種別の行列及び第２種別の行列であって各列に所定数の電圧のうちの一の電圧を選定するための奇数個の要素を含む前記第１種別の行列、及び各列に前記所定数の電圧のうちの前記一の電圧を選定するための偶数個の要素を含む前記第２種別の行列を交互に選定し、選定された種別の行列に含まれる各列の要素により特定される電圧の走査信号を所定数の走査電極に同時に供給することにより、前記所定数の走査電極に設けられた電気光学素子を同時に選択するステップと、
   前記走査信号の電圧の種類毎の個数と前記複数の電気光学素子が表示すべきデータにより特定される電圧毎の個数との関係に従って特定される電圧のデータ信号を前記各信号電極に供給するステップと
   を含むことを特徴とする電気光学素子の駆動方法。
2. 前記第１および第２種別の行列は、各々循環的に選択される複数の行列から成り、これら複数の行列内における行方向の要素値の変動回数の合計の行間の差を、一の行列内における行方向の要素値の変動回数の行間の差よりも小さくなるように構成されることを特徴とする請求項１記載の電気光学素子の駆動方法。
3. 前記第１および第２種別の行列は、２回を一単位として交互に選定されることを特徴とする請求項２記載の電気光学素子の駆動方法。
4. 前記第１および第２種別の行列は、これら複数の行列内における行方向の要素値の変動回数の合計が等しくなるように構成されることを特徴とする請求項２記載の電気光学素子の駆動方法。
5. 前記電気光学素子は、前記所定数の走査電極から成る走査電極グループを複数有するものであり、連続して走査される複数の走査電極グループ毎に、前記第１種別および第２種別の行列を交互に選定するステップをさらに有することを特徴とする請求項１記載の電気光学素子の駆動方法。

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