JPH05127623A - 平面型表示デバイスのマトリツクス駆動方法 - Google Patents
平面型表示デバイスのマトリツクス駆動方法Info
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Abstract
期短縮走査法に比べ、選択時間2τを長くできるように
した平面型表示デバイスのマトリックス駆動方法を提供
する。またフリッカを防止する駆動方法を提供する。 【構成】 フレーム周期Tf は複数個のフィールドを含
み、少くとも一部の前記フィールドは異なるブロック数
を持ち、全走査線を少くともフレーム周期に含まれる全
ブロック数と同数個の群に等分割する一方、各フィール
ドの先頭ブロックに設けた書込み期間を各走査線に対し
て1つのフィールドに対する選択期間と他の全てのフィ
ールドに対する非選択期間とで形成し、各フィールドに
対する選択期間が時間的に重ならないように書込み期間
を時間的に重複させた。また同一階調のフィールド同志
が走査線に直交する方向に連続しないように、各群の走
査線をインターレース走査することによりフリッカを消
す。
Description
安定性を有する平面型表示デバイスを用いて多階調の表
示を行うためのマトリックス駆動方法に関するものであ
る。
と双安定性(メモリー性)を有する強誘電性液晶などを
用いた平面型表示デバイスが公知である。その双安定性
という特性を利用した種々の駆動方法も提案されてい
る。
つの連続するフィールド、すなわち黒を描きかつ白い画
素を保持する第1フィールドと、白い画素を描きかつ黒
い画素を保持する第2フィールドとで構成するものであ
る。この方法は、黒および白を書き込むのに2つの別々
のフィールドを必要とするため、一つのフレームを書く
のに必要な時間(フレーム周期)Tf が長くなる。すな
わち白または黒の書き込みに要するパルス幅(選択時
間)を2τとすればこの方法では4τの書き込み時間を
必要とする。このため必然的に選択時間2τあるいはパ
ルス幅τを極めて短くできる液晶が必要になる。しかし
このような高速な応答性を有するものを得ることが非常
に困難である。またパルス幅τを短かくできないので、
フレーム周期Tf が長くなり、フリッカも発生し易い。
は図18の説明図に示すように、1フレーム周期Tf を
n+1階調とした時(図ではn=15)にはnに等分割
し、分割した各ブロック内で全走査線(その数Yを例え
ば480本とする)を走査し、走査線毎に書き込みタイ
ミングをづらしつつ書き込むものである。図中RSは各
走査線に対応する書き込み走査のタイミングを簡略化し
て示すものである。この方法においては描く階調に応じ
て黒または白に書き込むブロック数を0から15まで変
化させる。すなわち例えば階調1ではブロック1の時間
だけ黒または白に書き込み、階調10ではブロック1〜
10の時間書き込むものである。
みパルス幅τが非常に短くなるという問題がある。すな
わち τ=Tf /(Y×n×2)=Tf /480×15×2=Tf /14400 となり、やはり応答性が著しく高い液晶が必要となる。
る(例えば特開昭62−56936号)。この方法は図
19に16(=24 )階調の例で示すように、16階調
とした時にフレーム周期Tf を4等分した各ブロック1
〜4をそれぞれ8、4、2、1の階調に対応させ、適宜
必要なブロック1〜4を用いて希望の階調を描くもので
ある。ここに各ブロック1〜4においては、図にRSで
示すタイミングで書き込み走査を行う一方、ブロック
2、3、4においてはそれぞれこのRSの書き込みから
4、2、1階調に対応する時間後にRで示すリセット走
査を行い、走査線上の全ての画素を強制的にリセットす
る。これにより、それぞれのブロック2、3、4を4、
2、1の階調に対応させている。
率が著しく低下するという問題が生じる。例えば最も明
るい階調15においては(15/32)×100=46
%の時間しか明となっていない。またこのためにコント
ラストも低下するという問題が生じる。
る階調に応じて狭くすることが考えられている(フレー
ム周期短縮走査法)。図20はその16階調の時の説明
図であり、フレーム周期Tf を階調15(=24 −1)
のブロックに分け、1、2、4、8個のブロックからな
る4つのフィールドF1 、F2 、F3 、F4 の先頭ブロ
ックをRSで示す書き込み走査を行うための書き込み用
のブロックとしたものである。従ってこの場合最も明る
い階調15ではフレーム周期Tf の全期間白となり透過
率を100%とすることが可能になる。
ス幅τは、 τ=Tf /(480×15×2)=Tf /14400 となり、τを極めて短くする必要が生じる。しかし前記
のようにこのような高応答性の液晶を得ることは非常に
困難である。
群を並行して別々に走査する方法が提案された(特開昭
64−61180号)。この方法は、図21に示すよう
に、各フィールドF1 、F2 、F3 、F4 の先頭の書き
込みブロックが互いに重なることなく各フィールドF1
〜F4 の可能な組合せの数Mに走査線Yを分ける。例え
ば16(=24 )階調の時にはこの図に示すように3種
類の組合せが可能であるから、Y=480を160本づ
つの3群Y1 、Y2 、Y3 に分け、各群Y1 〜Y3 を同
時に別々に走査するものである。
することができる。同様に8(=23 )階調の場合には
図22のように2つの組合せが可能であるから、τは2
倍にでき、32(=25 )階調の場合には図23のよう
に4つの組合せが可能であるからτは4倍にすることが
できる。
み走査(RS)を含むブロック(書き込みブロックB
(RS))が互いに重ならないようなフィールドF1 〜
Fn の組合せ数をできるだけ増やすこと、すなわち図2
1〜23における走査線Yの群Y1 、Y2 、Y3…の数
Mを増やすことが望ましい。しかし図21〜23に示し
た従来のフレーム周期短縮法では可能な組合せ数Mを増
やすことはできず、パルス幅τ、選択時間2τも増やす
ことができないという問題があった。
ツキ、すなわちフリッカを防止することも必要である。
このフリッカは、隣り合う画素の点滅が1フレーム周期
Tf内で同期する時あるいは時間的に接近する時に発生
するものであるから、隣接する画素の点滅周期ができる
だけ離れることが望ましい。
ものであり、図21〜23に示した走査線群を複数に分
割する従来のフレーム周期短縮走査法において、選択時
間2τをさらに長くすることができるようにした平面型
表示デバイスのマトリックス駆動方法を提供することを
第1の目的とする。またフリッカを防止して画質を向上
させることができる平面型表示デバイスのマトリックス
駆動方法を提供することを第2の目的とする。
極および表示電極の交差領域に双安定性を有する画素を
形成し、各画素を明または暗に設定することにより多階
調の表示を行う平面型表示デバイスのマトリックス駆動
方法において、フレーム周期Tf は複数個のフィールド
を含み、少くとも一部の前記フィールドは異なるブロッ
ク数を持ち、全走査線を少くともフレーム周期に含まれ
る全ブロック数と同数個の群に等分割する一方、各フィ
ールドの先頭ブロックに設けた書込み期間を各走査線に
対して1つのフィールドに対する選択期間と他の全ての
フィールドに対する非選択期間とで形成し、各フィール
ドに対する選択期間が時間的に重ならないように書込み
期間を時間的に重複させたことを特徴とする平面型表示
デバイスのマトリックス駆動方法、により達成される。
個のフィールドで構成し、N個のフィールドはそれぞれ
2n (nは0、1、…、N−1)個のブロックで形成
し、全走査線を(2N −1)個の群に等分割するのが望
ましい。この場合走査線数が(2N −1)個の群に等分
割できないことがあるので、この時には仮想的に走査線
を追加して等分割したり、フレーム周期にリセットブロ
ックを追加してフレーム周期のブロック数を増やすこと
により等分割可能にすることができる。
同一階調のフィールド同志が走査線に直交する方向に連
続しないように、各群の走査線をインターレース走査す
る。この場合隣接する走査線の位相を180°ずらすこ
とにより、フリッカを一層良好に消すことが可能にな
る。
図2はそのII−II線断面図である。これらの図で符号1
0は透明ガラス板からなる上基板、12は同じく下基板
である。14、16はこれら上・下基板10、12の対
向する面に形成された透明な帯状のデータ電極と走査電
極である。これらの電極14、16は互いに直交してい
る。
18、20で覆われた後、互いに対向するように配置さ
れ、その間隙に液晶22が挾まれる。24はこの液晶2
2の間隙を一定に保つためのスペーサである。この結果
両電極14、16の間に挾まれた領域(例えば図1に示
す領域A)は、この電極14、16間の電圧により透過
光量が変化する画素領域となる。
する。この強誘電性液晶22は、カイラルスメクティッ
クC相の液晶で代表される自発分極を示す一群のスメク
ティック液晶材料であり、高速スイッチング現象と双安
定性と呼ばれるメモリー現象を示す。すなわち電場の印
加により形成された自発分極の配向方位が一様に揃った
分子配列状態が、電場を切ってもそのままメモリーされ
る性質を持つ。このように作られた液晶板は、2板の偏
光板(図示せず)間に置かれ、背後に置かれた照明装置
からの透過光量を制御する。
トを説明する。走査電極16(図1、2参照)とデータ
電極14にそれぞれ供給される信号、すなわち走査信号
vc とデータ信号vI は図3に示すような波形のパルス
からなる。
3種の信号を組合せて作られる。選択信号Sは、それぞ
れτの時間幅を持つ電位が0の状態と電位がVs の状態
とを持つ階級状の波形を持つ。その時間2τは走査電極
16上の画素の“明”または“暗”に配向させる期間で
あり、選択期間と呼ぶ。非選択信号Nは、それぞれτの
時間幅を有する電位が3Vs /4とVs /4との波形か
らなり、その時間幅2τは、他の走査電極16を走査す
るための期間となる。
なるR1 と、2τの間電位が0になるR2 の2つの波形
を持つ。これら3種の信号S、N、Rは後記するように
組合されて各走査電極16に供給される。データ電極1
4に供給されるデータ信号vI は、図3に示すように2
τの時間幅を有するオンおよびオフの2種の信号を持
つ。
極14上のデータ信号vI とが交差する画素領域では、
図4に示すように両信号vc 、vI が組合されて画素電
圧(vc −vI )が加わることになる。すなわち走査信
号vc がリセット信号Rである時には、R1 およびR2
の各時間2τに対するデータ信号vI のオン・オフ状態
に対応して4種類の異なる画素電圧[vc −vI ]R が
得られる。ここで画素の明暗の変化に寄与するのは最後
の電圧の部分すなわち斜線部分であり、この斜線部分の
面積τ×VS が常に一定以上になることにより画素を強
制的に“暗”にする。すなわちデータ信号vI のオン・
オフに関係なく常に“暗”に“リセット”するものであ
る。
データ信号vI のオン・オフに対応して図4に示す2種
の画素電圧[vc −vI ]S が得られる。データ信号v
I がオンの時には画素電圧はVS となり、画素を“明”
にする。データ信号vI がオフの時には画素電圧はVs
/2となり画素の明暗を変化させることがない。走査信
号vc が非選択信号Nである時には、データ信号vI が
オンであってもオフであっても画素の明暗を変えるだけ
の画素電圧[vc −vI ]N が得られず、明暗は変化し
ない。
N、リセット信号Rが図5の(A)に示すように組合さ
れて異なる走査電極16に順に供給される。ここに走査
信号vc1、vc2、vc3…はそれぞれ隣接する走査電極1
6に印加される。また選択信号Sの直前にはリセット信
号Rが加えられ、これらの信号(R1 R2 S)を一組と
して書き込みが行われる。この書き込み信号をRSで示
す。
RSと非選択信号Nとリセット信号Rとで構成されるか
ら、図5の(A)を簡略化して同図の(B)のように示
すことができ、さらに簡略化して同図の(C)のように
書き込み走査を示すタイミングを直線RSで、リセット
のタイミングを破線Rで示す。
用した実施例の走査チャート図、図7はそのフレームF
1 部分の拡大図である。この実施例ではフレーム周期T
f を3(=22 −1)個の等間隔のブロックに分割し、
1個および2個のブロックからなる2つのフィールドF
1 、F2 の先頭ブロックを書き込み信号RSを持つ書き
込みブロックとした。また走査線数Y=480として、
480/3=160づつの群Y1 、Y2 、Y3 に等分割
した。図6で階調20 =1のフィールドF1 の書込み信
号RSのタイミングをタイミングラインA、階調21 =
2のフィールドF2 の書込みタイミングをタイミングラ
インBで表す。
期間Tr は、図7に示すように、タイミングラインA、
Bのいずれか1つの選択期間Sと、他のタイミングライ
ンに対する非選択期間Nとで形成される。この実施例で
はフィールドは2つなので書込み期間Tr は1つの選択
期間Sと1つの非選択期間Nとで形成される。なお図7
では各走査線信号上でSで示された選択期間以外の期間
は全て非選択期間Nである。
を時間的にづらしつつ書込み期間Tr を各群Y1 、Y3
の各走査線に対して設定する。この結果各タイミングラ
インA、B上の書込み期間Tr が重なっているにもかか
わらず、選択期間Sは時間的に重ならないから、各タイ
ミングラインA、B上の走査電極16上の各画素を明ま
たは暗に選択的に記憶させることができる。
保ちつつ、書き込みに必要なパルス幅τを短くできる。
すなわち前記した図20〜23に示す従来の方法では4
階調の場合には走査線を複数の群に分割することができ
なかったが、この実施例によれば3つの群Y1 、Y2 、
Y3 に分割可能となるからである。この実施例によれば Tf =2τ×(フィールド数)×(群の走査線数)×(ブロック数) =2τ・2・(480/3)×3 =1920τ となる。
とが解る。
例の走査チャート図、図9はその斜線部分の拡大図であ
る。この実施例ではフレーム周期Tf を(2N −1)=
15のブロックに等分割する一方、走査線数Y(=48
0)を15等分して32本づつの走査線を有する群Y1
〜Y15に分割した。従ってこの場合には書込み期間Tr
は1つの選択期間Sと(N−1)=3個の非選択期間で
形成される。
ちつつ、 Tf =2τ・4・32・15 =3840τ にできる。図21の場合の Tf =2τ・160・15 =4800τ に比べてτを1.25倍にすることができる。
の走査チャート図である。この実施例では走査線数Yを
(2N −1)=7の倍数となるように483(=69×
7)に設定した。この場合フレーム周期Tf は、 Tf =2τ・3・69・7 =2898τ となる。
施例の走査チャート図である。この実施例では走査線数
Yを496に設定し、各群を(496/31)=16に
した。従ってフレーム周期Tf は Tf =2τ・5・16・31 =4960τ となる。
数(2N −1)で割り切れるように設定したが、実際の
装置では走査線数Yが予め決っていて(2N −1)で割
り切れない場合が生じ得る。図12と図13はこの場合
に本発明を適用した16階調の実施例を示す走査チャー
ト図である。
たものである。例えば16(=24)階調の場合に、走
査線数Yが400である時には、Yよりも大きく最小な
(2N −1)=15の倍数Z=405とした。この時走
査線数Zを(405/15)=27本づつの15の群に
等分割可能になる。
2N −1=15より大きい最小の約数L=16で等分割
し、25本の走査線からなる16の群に分ける。一方、
フレーム周期Tf はこのLで等分割する。そして2n
{ただしnは0、1、2、…(N−1)}個のブロック
からなるフィールドに分割し、残った{L−(2N −
1)}=1個のブロックをリセット期間Rとするもので
ある。このように仮想的な走査線を追加したりリセット
用のブロックを追加することにより、種々の走査線数の
表示デバイスに本発明は適用可能となる。
ではフリッカを防止しつつ選択時間τを長くするのに有
効であることを説明する。図14は8階調の実施例の走
査チャート図、図15は走査電極16の走査タイミング
を示す図である。
ープYA 、YB に等分割し、各グループの走査線を上か
ら順に{A−1、A−2、…A−Y/2}および{B−
1、B−2、…B−Y/2}とする。各グループYA 、
YB 内の同一順番の走査信号は、図14から明らかなよ
うに180°位相がづれている。すなわち(A−n)と
(B−n)の走査線の信号は180°位相がづれてい
る。これら各グループYA 、YB の同一順番の走査信号
を交互にあるいは2本おきなど所定数おきに並べてイン
ターレース(順次)走査することによりフリッカを抑制
することが可能になる。
ープによるフィールドを表示した後他方のグループによ
るフィールドを表示するようにして両フィ−ルドを交互
に走査して1画面を形成するものであってもよく、また
1画面を走査線の配列順に従って全て走査する方式のも
のであってもよい。図16はこの8階調でインターレー
ス化した場合において、濃度レベルを“4”とした時の
隣接する2本の走査線により表わされる明度の変化を示
す図である。
Aの1番目の走査線(A−1)と、グループBの1番目
の走査線(B−1)とでは、点滅タイミングが逆となる
ことが解る。これら2本の走査線は接近しているために
合成したものとして見えるから、その明暗は同図にIで
示すようになる。この図12から明暗の変化周期はTF
/2となり、フレーム周期TF の半分になることが解る
(空間的積分効果)。この結果点滅周期が1/2(点滅
周波数が2倍)になり、フレーム周期TF およびパルス
幅τを2倍にできる効果が得られる。
走査電極との位相を180°づらして走査するものであ
る。すなわち偶数走査電極に対してはt0を起点として
1、2、4、8の各階調のフィールドを設定する一方、
奇数走査電極に対してはこのt0 に対し(Tf /2)だ
けずれた時点を起点として1、2、4、8の各階調のフ
ィールドを設定するものである。
が、本発明は明または暗に書き込まれた状態を書き換え
信号RSやリセット信号Rが入力されるまで維持する双
安定性(メモリ性)を有する平面型表示デバイスであれ
ば適用でき、液晶に限らずプラズマ表示パネルなど他の
表示デバイスにも適用でき、本発明はこれらを包含す
る。
Tf を構成するN個のフィールドは、それぞれ2n (n
は0、1、2、…、N−1)個のブロックで形成してい
るが、本発明はこれに限られない。例えば各フィールド
のブロック数を1、2、4、8、16…とするのに代え
て、1、2、5、9、17…などとして、各フィールド
のブロック数を2n と異なるものとしてもよい。またこ
れらのフィールドのうちいくつかを同一ブロック数とし
てもよい。これらの場合には各階調間の明度差が不均一
になるが、この不均一が僅かであれば実用上不都合はな
い。
ム周期Tf を複数個のフィールドで構成し、これらのフ
ィールドのうち少くとも一部は異なるブロック数を持
ち、全走査線は少くともこのフレーム周期Tf に含まれ
る全ブロック数と同数の群に等分割し、書込み期間Tr
が1つのフィールドに対する選択期間Sと他の全てのフ
ィールドに対する非選択期間Nとで形成され、各フィー
ルドに対する選択期間が時間的に重ならないように書込
み期間を重ねたものである。このため各群の書込みを行
うブロックを時間的に重複させることができ、書込みに
必要なパルス幅τを長くすることができる。この結果液
晶などの表示デバイスに要求される応答性を低く抑える
ことができる。
周期Tf をN個のフィールドで形成し、これらN個のフ
ィールドはそれぞれ2n (nは0、1、…、N−1)個
のブロックで形成する一方、全走査線は(2N −1)個
の群に等分割した場合には、2N の各階調間の明度差を
等しくできる(請求項2)。
れない場合には、仮想的に走査線数をYより大きい最小
の(2N −1)の倍数Zとしたり、明度に関係がないリ
セット期間のブロックRをフレーム周期Tf の中に追加
することにより、本発明が適用可能になる(請求項3、
4)。
する方向に連続しないように各群の走査線をインターレ
ース走査した場合には、フリッカの発生を抑制できる
(請求項5)。特に隣接する走査線に180°の位相差
を持たせた場合にはフリッカの防止効果は一層増大し、
パルス幅も長くすることが可能になる(請求項6)。な
お表示デバイスとしては強誘電性液晶を用いた表示パネ
ルが好適である(請求項7)。
図
走査チャート図
ート図
置図
チャート図
図
期短縮走査法の説明図
短縮走査法の説明図
期短縮走査法の説明図
Claims (7)
- 【請求項1】 走査電極および表示電極の交差領域に双
安定性を有する画素を形成し、各画素を明または暗に設
定することにより多階調の表示を行う平面型表示デバイ
スのマトリックス駆動方法において、フレーム周期Tf
は複数個のフィールドを含み、少くとも一部の前記フィ
ールドは異なるブロック数を持ち、全走査線を少くとも
フレーム周期に含まれる全ブロック数と同数個の群に等
分割する一方、各フィールドの先頭ブロックに設けた書
込み期間を各走査線に対して1つのフィールドに対する
選択期間と他の全てのフィールドに対する非選択期間と
で形成し、各フィールドに対する選択期間が時間的に重
ならないように書込み期間を時間的に重複させたことを
特徴とする平面型表示デバイスのマトリックス駆動方
法。 - 【請求項2】 2N 階調の表示を行う請求項1の方法に
おいて、フレーム周期Tf はそれぞれ2n (nは0、
1、…、N−1)個のブロックからなるN個のフィール
ドを含み、全走査線を(2N−1)個の群に等分割する
ようにした平面型表示デバイスのマトリックス駆動方
法。 - 【請求項3】 走査線数Yを仮にZとし、このZをYよ
り大きく最小な(2N −1)の倍数とした請求項2の平
面型表示デバイスのマトリックス駆動方法。 - 【請求項4】 走査線数Yを(2N −1)より大きな最
小の約数Lで等分割する一方、フレーム周期Tf をL個
のブロックに分割し、{L−(2N −1)}個のブロッ
クをリセット期間とする請求項2の平面型表示デバイス
のマトリックス駆動方法。 - 【請求項5】 請求項2において、異なる群の走査線を
インターレース走査して、同一階調のフィールド同志が
走査線に直交する方向に連続しないようにした平面型表
示デバイスのマトリックス駆動方法。 - 【請求項6】 隣接する走査線の信号の位相がほぼ18
0°づれている請求項5の平面型表示デバイスのマトリ
ックス駆動方法。 - 【請求項7】 平面型表示デバイスは、強誘電性液晶を
用いた表示パネルである請求項1〜6のいずれかの平面
型表示デバイスのマトリックス駆動方法。
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