JP4694684B2

JP4694684B2 - 液晶表示パネルの駆動方法

Info

Publication number: JP4694684B2
Application number: JP2000336205A
Authority: JP
Inventors: 雅文星野
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2020-11-02
Also published as: JP2002140049A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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の駆動方法に関し、特に、複数ライン同時駆動法が適用された単純マトリクス型液晶表示パネルの低消費電力化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
単純マトリクス型液晶表示パネルは、ライン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る。そして、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、電圧平均化法や複数ライン同時駆動法がある。
【０００３】
電圧平均化法は、各ライン電極を順次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ＯＮ／ＯＦＦ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、全ライン電極を選択する１フレーム周期に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、分割数を大きくと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。
【０００４】
複数ライン同時選択法はＭＬＡ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、電圧平均化法で問題となったフレーム応答現象を抑制するものである。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ために、ＭＬＡ法には独特の工夫が採用されている。それは、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するという工夫である。
【０００５】
図１は、特開平７−３１１５６４号公報に開示されているＭＬＡ法の液晶表示パネル駆動装置のブロック図である。図１に示すＭＬＡ法の液晶表示パネル駆動装置は、Ｎライン×Ｍ列の単純マトリクス型液晶表示パネル１、液晶表示パネル１のＮラインのライン電極群にライン電圧を印加する垂直ドライバー２、液晶表示パネル１のＭ列の列電極群に列電圧を印加する水平ドライバー３、垂直ドライバー２と水平ドライバー３に必要なレベルの電圧を供給する電圧レベル回路４、及び、垂直ドライバー２と水平ドライバー３にクロックパルスを供給する駆動制御手段５を含む。
【０００６】
また、図１に示すＭＬＡ法の液晶表示パネル駆動装置は、複数ビット構成の画像データをフレーム単位で記憶するフレームメモリー６、直交関係にある複数の直交関数を発生し、これを逐次適当に組み合わせたパターンで垂直ドライバー２に与える直交関数発生手段７、フレームメモリー６に記憶されている画素データの組と直交関数の組との積和演算を行って、各ビット桁に対応する列信号を生成し、これを水平ドライバー３に与える積和演算手段８、各種動作のタイミングを同期させるための同期手段９、及び、表示されるべき画像データをフォーマット化し、フレームメモリー６に記憶させるメモリー制御手段１０を含む。
【０００７】
なお、ＭＬＡ法の液晶表示パネル駆動装置は特開平５−１００６４２号公報、特開平６−２７９０７号公報、特開平７−７２４５４号公報、特開平７−１９３６７9号公報、特開平７−１９９８６３号公報、特開平８−１８４８０７号公報、特開平８−１８４８０８号公報、特開２０００−１９４８２号公報等にも開示されている。
【０００８】
ところで、ＭＬＡ駆動法には分散型と非分散型がある。分散型ＭＬＡ駆動法においては、同時選択された複数のライン電極に、直交関数表で与えられるライン関数電圧が１フレーム期間中に分散されて印加される。これに対して、非分散型ＭＬＡ駆動法においては、同時選択された複数のライン電極に、直交関数表で与えられるライン関数電圧が１フレーム期間中に分散されないで印加される。
【０００９】
図５は、直交関数として図２の８列８行のWalsh関数表を用いた分散型８ＭＬＡ駆動法による１フレームの階調なし同一パターン表示の波形図である。図５に示す如く、分散型８ＭＬＡ駆動法においては１フレームＴはＴ／８の８サイクルに分割される。第１サイクルの選択時間ｔにおいては、（２ｎ＋１）ライン〜第（２ｎ＋８）ラインの８本の電極に図２のａ列の直交関数（＋１，＋１，＋１，＋１，＋１，＋１，＋１，＋１）に対応する電圧が夫々印加され、続く非選択時間（Ｔ／８−ｔ）においてはライン電圧は印加されない。第２サイクルの選択時間ｔにおいては、同じ８本のライン電極に図２のｂ列の直交関数（＋１，＋１，＋１，＋１，−１，−１，−１，−１）に対応する電圧が夫々印加され、続く非選択時間（Ｔ／８−ｔ）においてはライン電圧は印加されない。以下同様にして、第３サイクルから第８サイクルまで、同じ８本のライン電極に図２のｃ列からｈ列の直交関数に対応した電圧が各選択時間ｔに印加され、非選択時間（Ｔ／８−ｔ）においてはライン電圧は印加されない。ライン選択パルスはサイクル毎に反転される。なお、ｎは０〜Ｎ／２である。また、選択時間ｔはＴ／Ｎである。
【００１０】
従って、直交関数として図２の８列８行のWalsh関数表を用いた分散型８ＭＬＡ駆動法による１フレームの階調なし同一パターン表示の波形図は、８個のライン選択パルスが１フレームに等間隔に分散し、且つ斜線を施した部分で示す列電圧波形は第１サイクルにのみ現われ、そのレベルは８／√Ｎとなる。
【００１１】
図５を参照すれば明らかな如く、分散型８ＭＬＡ駆動法においては、斜線を施した部分で示す列電圧の変化回数は１フレームに１回だけである。従って、列電圧波形の変化による消費電力、換言すれば液晶パネルの消費電力は非常に少ない。ところが、分散型８ＭＬＡ駆動法においては、選択パルスが与えられた選択時間ｔ内に、同時に選択するライン数分のデータをフレームメモリー６から読み出し、積和演算手段８に入力しなければならない。上述の実施例では、選択パルスは１フレームに８個である。従って、分散型８ＭＬＡ駆動法においては、フレームメモリー６からデータを読み出す回数は非常に多いので、データ読み出しに使われる消費電力が大きいという問題がある。
【００１２】
図６は、直交関数として図２の８列８行のWalsh関数表を用いた非分散型８ＭＬＡ駆動法による１フレームの階調なし同一パターン表示の波形図である。図６に示す如く、１フレーム周期Ｔの最初の選択時間ｔにおいては、（２ｎ＋１）ライン〜第（２ｎ＋８）ラインの８本の電極に図２のａ列の直交関数（＋１，＋１，＋１，＋１，＋１，＋１，＋１，＋１）に対応する電圧が夫々印加され、続く非選択時間（Ｔ／８−ｔ）においてはライン電圧は印加されない。続く選択時間ｔにおいては、同じ８本のライン電極に図２のｂ列の直交関数（＋１，＋１，＋１，＋１，−１，−１，−１，−１）に対応する電圧が夫々印加され、以下同様にして、同じ８本のライン電極に図２のｃ列からｈ列の直交関数に対応した電圧が各選択時間ｔに印加される。そして、１フレームの非選択時間（Ｔ−８ｔ）においては、ライン電圧は印加されない。ライン選択パルスは交互に反転される。
【００１３】
従って、直交関数として図２の８列８行のWalsh関数表を用いた非分散型８ＭＬＡ駆動法による１フレームの階調なし同一パターン表示の波形図は、ライン選択パルスが１フレームの最初の選択時間８ｔに集中し、且つ斜線を施した部分で示す列電圧波形は８ｔ毎に現われ、そのレベルは８／√Ｎとなる。
【００１４】
図６を参照すれば明らかな如く、非分散型８ＭＬＡ駆動法においては、同時に選択するライン数分のデータは、１フレームの最初の時間８ｔに１回だけフレームメモリー６から読み出され、積和演算手段８に入力されるだけである。換言すれば、同時に選択するライン数分のデータは、選択パルス毎に読み出されることはない。従って、非分散型ＭＬＡ駆動法においては、データ読み出しに使われる消費電力は少なく、上述の分散型８ＭＬＡ駆動法の場合の１／８である。ところが、非分散型８ＭＬＡ駆動法においては、斜線を施した部分で示す列電圧の変化回数はＮ／８である。液晶パネルの消費電力は、行電極と列電極との間の自由放電電流により定まる。換言すれば、液晶パネルの消費電力は行電極と列電極との間の電圧の値及び波形(変化量)により定まる。それ故、非分散型ＭＬＡ駆動法においては、液晶パネルの消費電力が大きいという問題がある。但し、単純マトリクス型液晶表示パネルの駆動装置全体としての消費電力は、非分散型ＭＬＡ駆動法は分散型ＭＬＡ駆動法に比べると相当に小さい。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする課題は、複数行（ライン）同時駆動法が適用された単純マトリクス型液晶表示パネルの駆動方法において、分散型ＭＬＡ駆動法と同等の高速応答性を有し、且つ非分散型ＭＬＡ駆動法と同等の低消費電力の駆動方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、直交関数表で全ての行（ライン）が同じ関数値になる列が必ず存在することに着目し、前記列においては分散型で走査し、その他の列では非分散型で走査するようにした。
【００１７】
即ち、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単純マトリクス型液晶表示パネルの駆動方法を、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する複数行同時選択法で駆動すると共に、直交関数表で全ての行の関数値が同じになる列においては分散型で走査し、その他の列では非分散型で走査するようにした。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明の一実施形態のハイブリッド走査型８ＭＬＡ駆動法による１フレームの階調なし同一パターン表示の波形図である。図３に示す本発明のハイブリッド走査型８ＭＬＡ駆動法の一実施形態は、１フレームの最初に分散型走査を行い、次いで非分散型走査を行う駆動法である。
【００１９】
即ち、直交関数として図２の８列８行のWalsh関数表を用いた本発明に係るハイブリッド走査型８ＭＬＡ駆動法による１フレームの階調なし同一パターン表示の波形図である図３において、最初の時間Ｔ／８おいては分散型走査が行われ、選択パルスが印加された選択時間ｔに第（２ｎ＋１）ライン〜第（２ｎ＋８）ラインの８本の電極には図２のａ列の直交関数（＋１，＋１，＋１，＋１，＋１，＋１，＋１，＋１）に対応する電圧が夫々印加され、残りの時間（Ｔ／８−ｔ）は前記８本の電極に電圧は印加されない。
【００２０】
図２の直交関数表のａ列、即ち直交関数表で全てのラインが同じになる列の直交関数を用いて行われた分散型８ＭＬＡ駆動法による１フレームの階調なし同一パターン表示の波形図は、図３に示す如く、１フレームの最初の時間Ｔ／８に１個の選択パルスが現われ、且つ、斜線を施した部分で示す８／√Ｎのレベルの列電極電圧が前記時間中継続して現われている。
【００２１】
前記分散型走査に続いて、１フレームの残りの時間７Ｔ／８は、図２も直交関数表のａ列以外の列、即ちｂ列〜ｈ列の直交関数を用いて、非分散型走査が行われる。これらｂ列〜ｈ列の直交関数は、いずれも＋１と−１が同数である。
【００２２】
即ち、同じ８本のライン電極に図２のｂ列の直交関数（＋１，＋１，＋１，＋１，−１，−１，−１，−１）に対応する電圧が夫々印加される。ｂ列の直交関数に対応する電圧が夫々印加された後は、同じ８本のライン電極に、図２のｃ列の直交関数（＋１，＋１，−１，−１，−１，−１，＋１，＋１）に対応する電圧、ｄ列の直交関数（＋１，＋１，−１，−１，＋１，＋１，−１，−１）に対応する電圧、ｅ列の直交関数（＋１，−１，−１，＋１，＋１，−１，−１，＋１）に対応する電圧、ｆ列の直交関数（＋１，−１，−１，＋１，−１，＋１，＋１，−１）に対応する電圧、ｇ列の直交関数（＋１，−１，＋１，−１，−１，＋１，−１，＋１）に対応する電圧、及び、ｈ列の直交関数（＋１，−１，＋１，−１，＋１，−１，＋１，−１）に対応する電圧が夫々印加され、順に組毎に走査される。
【００２３】
従って、図２のｂ列〜ｈ列までの直交関数を用いて行われた非分散型の８ＭＬＡ駆動法による１フレームの階調なし同一パターン表示の波形図は、１フレームの最初の時間Ｔ／８に続く時間７ｔにおいて、７個の選択パルスが極性を交互に変えて連続して現われるのみで、１フレームの中で非分散型走査が行われる時間７Ｔ／８の間は、列電圧は現われない。
【００２４】
結局、単純マトリクス型液晶表示パネルを複数ライン同時選択法により駆動し、且つ、図２の８列８行のWalsh直交関数表で全てのラインが同じになるａ列では分散型で走査し、ｂ列〜ｈ列では非分散型で走査するという本発明に係るハイブリッド走査型８ＭＬＡ駆動法によれば、その階調なし同一パターン表示の波形図は図３の如くとなる。
【００２５】
図３を参照すれば明らかな如く、本発明に係るハイブリッド走査型８ＭＬＡ駆動法によれば、斜線を施した部分で示す列電圧の変化回数は１フレームに１回だけである。従って、列電圧波形の変化による消費電力は、図５の分散型８ＭＬＡ駆動法と同じく非常に少ない。
【００２６】
また、図３を参照すれば明らかな如く、本発明に係るハイブリッド走査型８ＭＬＡ駆動法によれば、同時に選択するライン数分のデータが読み出される回数は、１フレームに２回だけである。即ち、１回はａ列の直交関数を用いて行われた分散型８ＭＬＡ駆動法による場合の最初の時間ｔにデータが読み出され、また、他の１回はｂ列〜ｈ列の直交関数を用いて行われた非分散型８ＭＬＡ駆動法による場合の最初の時間７ｔにデータが読み出されている。従って、本発明に係るハイブリッド走査型８ＭＬＡ駆動法によれば、同時に選択するライン数分のデータの読み出し回数は図５の分散型８ＭＬＡ駆動法の１／４となり、データの読み出しに消費される電力は非常に少ない。
【００２７】
次に、図４は、本発明の他の一実施形態のハイブリッド走査型８ＭＬＡ駆動法による１フレームの階調なし同一パターン表示の波形図である。図４に示す本発明のハイブリッド走査型８ＭＬＡ駆動法の一実施形態は、１フレームの最初に図２の８列８行のWalsh直交関数表で全てのラインが同じになるａ列以外のｂ列〜ｈ列の直交関数を用いて非分散型走査を行い、次いで前記直交関数表で全てのラインが同じになるａ列の直交関数を用いて非分散型走査を行う駆動法である。
【００２８】
以上、図２の８列８行のWalsh直交関数表で全てのラインが同じになるａ列では分散型走査を行い、前記直交関数表で全てのラインが同じになるａ列以外のｂ列〜ｈ列では非分散型走査を行うという本発明に係るハイブリッド走査型８ＭＬＡ駆動法によれば、その階調なし同一パターン表示の波形図は、分散型走査を先行した場合は図３、非分散型走査を先行した場合は図４の如くとなる。
【００２９】
これら図３又は図４の波形図を参照すれば明らかな如く、本発明に係る単純マトリクス型液晶表示パネルのハイブリッド走査型ＭＬＡ駆動法によれば、フレームメモリからの読み出し回数をあまり増やさずに列電極の波形の変化回数を減らすことができ、液晶パネルモジュール全体としての消費電力を、分散型ＭＬＡ駆動法と非分散型ＭＬＡ駆動法のいずれの場合よりも減少させることができた。
【００３０】
なお、直交関数表は図２に示す８列８行のWalsh直交関数表に限定されないことは勿論である。即ち、様々なＰ列Ｐ行の直交関数表を用いること、及び、選ばれた直交関数表において、全ての行が同じになる列を任意に決められることが可能である。但しＰは整数である。
【００３１】
また、実施例の表示パターンは全面同一パターン表示であったが、他の表示パターンの場合でも適用でき、この場合、選択データと次に選択するデータが異なった場合のみ、列電極の電位が変化することになる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明により、分散型ＭＬＡ駆動法の高速応答性という特長と非分散型ＭＬＡ駆動法の低消費電力という特長を併せ持った高速応答で且つ低消費電力の単純マトリクス型液晶表示パネルのＭＬＡ駆動法が提供された。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＭＬＡ駆動法が適用された単純マトリクス型液晶表示パネル駆動装置の一例のブロック図である。
【図２】８ＭＬＡ法で用いられる直交関数表の一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態のハイブリッド走査型ＭＬＡ駆動法による階調なし全面同一パターン表示の波形図である。
【図４】本発明の他の一実施形態のハイブリッド走査型ＭＬＡ駆動法による階調なし全面同一パターン表示の波形図である。
【図５】分散型ＭＬＡ駆動法による階調なし全面同一パターン表示の波形図である。
【図６】非分散型ＭＬＡ駆動法による階調なし全面同一パターン表示の波形図である。
【符号の説明】
１単純マトリクス型液晶表示パネル
２垂直ドライバー
３水平ドライバー
４電圧レベル回路
５駆動制御手段
６フレームメモリー
７直交関数発生手段
８積和演算手段
９同期手段
１０メモリー制御手段

Claims

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単純マトリクス型液晶表示パネルを、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する複数行同時選択法により駆動する液晶表示パネルの駆動方法において、
直交関数表で全ての行が同じ関数値になる列においては分散型で走査し、前記直交関数表で全ての行が同じ関数値になる列以外の列では非分散型で走査することを特徴とする液晶表示パネルの駆動方法。
直交関数表で全ての行が同じ関数値になる列を分散型で走査し、これに続いて、前記直交関数表で全ての行が同じ関数値になる列以外の列を非分散型で走査することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネルの駆動方法。
直交関数表で全ての行が同じ関数値になる列以外の列を非分散型で走査し、これに続いて、前記直交関数表で全ての行が同じ関数値になる列を分散型で走査することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネルの駆動方法。