JPH0627904A - 液晶表示素子の駆動方法 - Google Patents
液晶表示素子の駆動方法Info
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- JPH0627904A JPH0627904A JP4204478A JP20447892A JPH0627904A JP H0627904 A JPH0627904 A JP H0627904A JP 4204478 A JP4204478 A JP 4204478A JP 20447892 A JP20447892 A JP 20447892A JP H0627904 A JPH0627904 A JP H0627904A
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Abstract
+Vr ,−Vr のいずれかの電圧レベルをとるものと
し、行電極それぞれに印加する選択電圧は+Vr ,−V
r を要素とする、K次の直交行列(KはL以上の2のべ
き乗数)の列ベクトル要素を対応させる。一方、列電極
には、データベクトルと選択電圧ベクトルとの、対応す
る要素の排他的論理和の総和をに対応するレベルの電圧
を印加する。 【効果】高速応答性液晶を使用した液晶表示素子を高速
切り替えで駆動できる。
Description
動する方法に関する。
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2種類に、大きく分けられる。
スタを用いるものは比較的高速に駆動できるが、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、比較的素子
の製造工程は単純であるが、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。
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。
答速度が大きい液晶素子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素子と呼ぶことが
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。
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、この液晶素子に
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。
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TF 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TF 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TF /N、非
選択期間には(N−1)TF /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。
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、1つのオンまたはオフの表示が
完了することになる。
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。
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。
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TOFF 、オ
ン電圧での光透過度をTONとし、オフ電圧からオン電圧
に切り替えた時刻をt1 、その後、光透過度Tが(TON
−TOFF )×0.9+TOFF となる時刻をt2 、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(TON−TOFF )×0.1+TOFF と
なる時刻をt4 とすると、平均応答速度τは、 τ=((t4 −t3 )+(t2 −t1 ))/2 で表される。
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1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、Vthが
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。
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 Displ
ay Research Conference)。その駆動方法の概要は、以
下のようなものである。
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、
[dkM+1,dkM+2,・・・,dkM+M];dkM+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。
・・,wQ )で表示する。駆動は、以下のように行われ
る。 (1)1つのサブグループが1度に選択される。 (2)行電極の選択パターンとして1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−Vr 、ロジッ
ク1に対しては+Vr が印加される。
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2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、Vi と選ばれる。
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TR 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TR 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2M 個の選択パターンが1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。
比は、 VON/VOFF =((N1/2 +1)/(N1/2 −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
VON/VOFF 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。
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1つの選択パ
ルスの幅が等しいなら、1表示には従来法の2M-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。
決すべくなされたものであり、以下のような液晶表示素
子の駆動方法を提供するものである。
(J,Lはそれぞれ2以上の整数)とからなるマトリク
ス型液晶表示素子の駆動方法において、行電極のうちの
J×L本の行電極をそれぞれL本の行電極からなるJ個
の行電極サブグループに分けて、この行電極サブグルー
プについて一括して選択して行う駆動方法であって、
時の電圧を0とすると、選択時には+Vr ,−Vr (V
r >0)のいずれかの電圧レベルをとるものとし、列電
極に印加する電圧については、(L+1)個の電圧レベ
ルV0 ,V1 ,・・・,VL であって、V0 <V1 <・
・・<VL となるものから選ばれるものとし、
ープの二値表示からなる表示データを(ここでjは1〜
Jまで変化する整数)、L個の要素を有する縦ベクトル
Dj(ここで、ベクトルDj の要素は、オンを示す1も
しくはオフを示す0からなる)で表現する場合に、以下
の条件を満足して行う駆動方法。
は、以下の(a),(b)のように定められた選択電圧
列を構成する選択電圧ベクトルの要素がj番目の行電極
サブグループを構成する行電極の電圧に対応するよう
に、順次電圧印加されることによりなされる。 (a)要素が+Vr もしくは−Vr 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
直交行列A=[α1 ,α2 ,・・・,αq ,・・・,α
K ](ここで、αq 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≦2p =Kと
なる整数である。 (b)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α1 ,−α2 ,・・・,αK ,−α1
,−α2 ,・・・,−αK の1個ずつを含んでなり、
該選択電圧ベクトルが配列されたベクトルの列を選ぶ。
グループが選択されているときにベクトルDj で表現さ
れるデータを表示するために列電極に印加される電圧は
以下の(a),(b)のように定められる。 (a)j番目の行電極サブグループに印加されている選
択電圧について、+Vr を1,−Vr を0として表して
ベクトルβを構成する。 (b)ベクトルβとベクトルDj の、対応する要素の排
他的論理和の総和をiとして、Vi (iは0〜Lのいず
れかの整数)が列電極に印加される。
おける、j番目の行電極サブグループの表示データを、
二値表示に代えて、(U+1)段(Uは2以上の自然
数)の階調を有するものとし、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α1 ,α2
,・・・,αK ,−α1 ,−α2 ,・・・,−αK の
それぞれU個を含んでなり、該選択電圧ベクトルが配列
されたベクトルの列を選ぶとともに、それぞれU個ずつ
の各選択電圧ベクトルについて、合計U個のオンもしく
はオフを所定の比率で表示することにより、(U+1)
段の階調表示をすることを特徴とする液晶表示素子の駆
動方法を提供するものである。
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。
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。
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。
ては、非選択時の電圧を0とした場合、選択時には+V
r ,−Vr (Vr >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
地球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。
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。
方法について説明する。
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=[α1 ,α2 ,・・・,αq ,・
・・,αK ](ここで、αq 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。
場合ついて、行列Aの具体例を挙げると、数1のように
なる。
にアダマール行列と呼ばれる数1(a),(c)の行列
を採用した場合、現実の液晶の駆動では、表示むらを抑
制するために効果が大きいことがわかった。
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、数1(c)
の8次のアダマール行列から構成した例を以下の数2に
示す。
した7行8列の行列であり、数2(b)は数1(c)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。
すことにより、A=[α1 ,α2 ,・・・,αq ,・・
・,αK ](ここで、αq 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。
構成する選択電圧ベクトルが、少なくともα1 ,α2 ,
・・・,αK ,−α1 ,−α2 ,・・・,−αK 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。
(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1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。
ずつのみからなる必要はなく、要素が+Vr もしくは−
Vr 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。
(この場合、選択電圧列の中の選択電圧ベクトルの数が
2L 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、1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24 =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
駆動方法における行電極選択波形となる。
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、
1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。
を構成する選択電圧ベクトルが、実質的に、α1 ,α2
,・・・,αK ,−α1 ,−α2 ,・・・,−αK 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。
配列順序は任意であって、サブグループごとに、もしく
は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。
ルの要素のうち、+Vr を1、−Vr 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。
列(選択コード)について次に説明する。
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。
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Ws として表すと、数3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。
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、[α1 ,α2 ,・・・,αK ,−α1 ,−α2 ,
・・・,−αK ]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。
ダマール行列から構成したものを表1に示す。
[α1 ,α2 ,・・・,αK ,−α1 ,−α2 ,・・
・,−αK ]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
ループひと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ふたつを選択するごとに
選択パターンをずらすものである。
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した。また4本の行電極をa
1 ,a2 ,a3 ,a4 として示した。
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。
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に示した。
択電圧列による場合の反転コードの1例を、L=3の場
合について表6に示す。
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。
(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α1 ,α2 ,・・・,α
K ,−α1 ,−α2 ,・・・,−αK のそれぞれU個を
含むベクトルの列を選ぶ。
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+Vr もしくは−Vr 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。
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。
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[α1 ,α2 ,
・・・,αK ]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。
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。
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、高速応答性の液晶表示素子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100msec以下の液晶表示素子において顕著で
ある。
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1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。
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、1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。
電極に対して、1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。
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。
これは、1つの表示データを表示する間に、位相の異な
る2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
に2本が単位となる。
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、
1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。
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。
非選択期間の長さの調整は、液晶表示素子の高速応答性
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
各ステージが1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。
ずつ一括して選択して二値表示をする場合に、1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、表示切り替え速度を両方法で同じとすると、1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=2p (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。
印加される電圧を示したのが図1である。R1 〜R4 は
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1回選択され
るための時間間隔となる。
プR1 〜R4 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1本の選択パ
ルスが現われることがわかる。
場合の、行電極サブグループR1 〜R3 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。
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。
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 ,V1 ,・・・,VL とされることが好ましい。
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。
が奇数のときは(すなわちnを整数として、L+1=2
n)、V2n-m-1=−Vm (mは0≦m≦n−1の整数で
V2n-m-1>0)とされ、Mが偶数のときは(M=2
n)、V2n-m=−Vm (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。
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。
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。
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1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、1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Dj (ここで、ベクトルDj 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C9 ではD1 =t (d1 ,d2 ,
d3 ,d4)=t (1,0,1,0)である。tは、転
置を表す。
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。
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C9 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は数4で表される。
加すべき電圧レベルは、Vi として表される。
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C1 ,C2 ,C3 ,C9 に印加する電圧は
図3のようになる。図で、例えばR1 〜R4 とあるのは
R1 〜R4 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R1 〜R4 、R5 〜R8 、R9
〜R12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。
=Vc (2i−L)/L,Vr =Vc N1/2 /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VON/VOFF を最大にすることができるので極めて
好ましい。
傍で最も良いコントラスト比を得られるようにVr ,V
i のレベルを調整することもできる。
c ,V3 =+Vc /2,V2 =0,V1 =−Vc /2,
V0 =−Vc などと選ぶ。また、前記条件では、Vr =
5Vc となる。この場合の図2のR1 −C9 (オン状
態)およびR2 −C9 (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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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1つの表示が
完了する。
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。
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。
合で、表4の選択コードを選ぶなら、列電極C1 ,C2
,C3 ,C9 に印加する電圧は図9のようになる。図
で、例えばR1 〜R4 とあるのはR1 〜R4 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R1 〜R4 、R5 〜R8 、R9 〜R12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。
+Vc /2,V2 =0,V1 =−Vc /2,V0 =−V
c と選び、かつ、Vr =5Vc と選んだ場合の図2のR
1 −C9 (オン状態)およびR2 −C9 (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。
いては以下のようになる。表4に示すとおり、1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 (d1 ,d2 ,d3 )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Vi を Vi =−V0 (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Vi の値はV0 の係数のみ代表して示した。
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。
波形を全面オン((d1 ,d2 ,d3 )=(1,1,
1))のデータパターン、および全面オフ((d1 ,d
2 ,d3 )=(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。
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。
圧のパルスのうち、絶対値として最大の電圧を持つ+
(Vr +Vc ),−(Vr +Vc )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
1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。
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。
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α1 ,α
2 ,・・・,αK ,−α1 ,−α2 ,・・・,−αKの
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。
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。
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。
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、2つをオンとし、1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、1つをオンとし、2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。
電極サブグループよりも少ないLr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−Lr
)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。
ループを駆動する場合は、Lr 番目、(Lr +1)番
目、・・・、L番目に相当する(L−Lr )本の行電極
を仮想的に考えると共に、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。
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。
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Dj
を構成する。一方、選択パターンについては、Lr 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。
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。
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機器に印加する電圧レ
ベルと共用する場合などに利点のある場合がある。
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1まとめとして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。
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。
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。
列電極からなるとし、前述のようにN1 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。
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、N2 /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、N2 /αビット
ラッチ46のロード、L個のN1 /M段シフトレジスタ
48のクロック、および1個のN1 /L段シフトレジス
タ49のクロックに入力する。ここでN2 /αビットラ
ッチ46は、gを2g-1 <L+1≦2gを満足する自然
数とするとg×α個が必要となる。
号35をL/N1 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N1 /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。
力および1個のN1 /L段シフトレジスタ49の出力を
N1 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N1 本の出力を液晶パネル51の行電極
に入力する。
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,・・・,N1 /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。
・・・,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N2/α段シフトレジスタ45
のデータに入力し、クロック信号34により順次シフト
を行いN2 /α段のデータがすべて揃ったところで並列
出力をN2 /αビットラッチ46に送り、ロード信号3
5でメモリーする。N2 /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N2 本の出力をそれぞれ液晶パネル
51の列電極に入力する。
応答速度が50msec(25℃)のSTN液晶表示素
子を行電極本数Nは490本に対して、L=7,J=7
0,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。
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。
るごとに次の行電極サブグループを印加することにし、
Vi =−V0 (L−2i)/L、Vr =V0 N1/2 /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
ブグループを印加している。
80デューティ、1/15バイアス、選択パルス幅を変
化させながら、実施例1の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、1/480デューティの電圧平均化法で通常用い
られるパルス幅20μsec(フレーム周波数100H
z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。
応答速度が250msec(25℃)のSTN液晶表示
素子を行電極本数Nは490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15の三角印に
示したようになった。
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、Vi =−V0 (L−2i)/L、Vr =V0 N1/2
/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。
80デューティ、1/15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20μsec(フレーム周波数100H
z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。
(25℃)のSTN液晶表示素子を行電極本数Nは24
0本に対して、L=7,J=34,K=8,Lr =5と
し、1つの選択パターンに対応する選択パルス幅を20
μsecとし、表13の選択コードを用いて本発明の駆
動方法で駆動をしたところ、25℃で最大コントラスト
比が80:1となった。
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、1つの選択パターンに対
応する選択パルス幅を20μsec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をしたと
ころ、25℃で最大コントラスト比が75:1となっ
た。
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。
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。
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(=24 )個の
選択パターンからなる選択コードを用いて駆動をしたと
ころ、最大コントラスト比が80:1となったが、1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。
子を、Nは240本に対して、L=4、パルス幅12μ
secとして、表5に示したような考えられるすべての
16(=24 )個の選択パターンからなる選択コードを
用いて駆動をしたところ、25℃で最大コントラスト比
が75:1となった。
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11.6μsec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
をしたところ、25℃で最大コントラスト比が80:1
となった。
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。
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。
子を、IHAT法でN=240、L=4、フレーム周波
数90Hz(パルス幅11.6μsec程度)で駆動を
した。この場合、選択パターンを1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。
(25℃)のSTN液晶表示素子を行電極本数Nは24
0本に対して、L=7,J=34,K=8,Lr =5と
し、1つの選択パターンに対応する選択パルス幅を20
μsecとし、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54:1となった。
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でひと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。
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、1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。
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。
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23μse
c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。
示素子を、N=240、L=3、選択パルス幅23μs
ec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。
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。
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。
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。
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。
複数分散することによって、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1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。
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することができるという効
果も有している。
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、特に7
〜15付近が好ましい。
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。
て、従来の電圧平均化法と比べてもその効果は大であ
る。
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。
のサブグループR1 〜R4 についての電位の時系列変化
を示すグラフ
表示パターンで列電極C1 ,C2 ,C3 ,C9 に印加す
る電圧を示すグラフ
表示パターンでR1 −C9 およびR2 −C9 の電圧を示
すグラフ
ブロック図
のサブグループR1 〜R4 についての電位の時系列変化
を示すグラフ
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
表示パターンで列電極C1 ,C2 ,C3 ,C9 に印加す
る電圧を示すグラフ
の表示パターンでR1 −C9 およびR2 −C9 の電圧を
示すグラフ
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
に印加される電圧を示すグラフ
すブロック図
化させたときの、コントラスト比変化のグラフ
化させたときの、コントラスト比変化のグラフ
Claims (10)
- 【請求項1】J×L本以上の行電極と複数の列電極
(J,Lは2それぞれ2以上の整数)とからなるマトリ
クス型液晶表示素子の駆動方法において、 行電極のうちのJ×L本の行電極をそれぞれL本の行電
極からなるJ個の行電極サブグループに分けて、この行
電極サブグループについて一括して選択して行う駆動方
法であって、 行電極に印加する電圧については、非選択時の電圧を0
とすると、選択時には+Vr ,−Vr (Vr >0)のい
ずれかの電圧レベルをとるものとし、 列電極に印加する電圧については、(L+1)個の電圧
レベルV0 ,V1 ,・・・,VL であって、V0 <V1
<・・・<VL となるものから選ばれるものとし、 特定列における、j番目の行電極サブグループの二値表
示からなる表示データを(ここでjは1〜Jまで変化す
る整数)、L個の要素を有する縦ベクトルDj(ここ
で、ベクトルDj の要素は、オンを示す1もしくはオフ
を示す0からなる)で表現する場合に、以下の条件を満
足して行う駆動方法。 (1)j番目の行電極サブグループの選択は、以下の
(a),(b)のように定められた選択電圧列を構成す
る選択電圧ベクトルの要素がj番目の行電極サブグルー
プを構成する行電極の電圧に対応するように、順次電圧
印加されることによりなされる。 (a)要素が+Vr もしくは−Vr 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=[α1 ,α2 ,・・・,αq ,・・・,αK ]
(ここで、αq 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≦2p =Kとなる
整数である。 (b)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α1 ,α2 ,・・・,αK ,−α1 ,
−α2 ,・・・,−αK の1個ずつを含んでなり、該選
択電圧ベクトルが配列されたベクトルの列を選ぶ。 (2)(1)の条件でj番目の行電極サブグループが選
択されているときにベクトルDj で表現されるデータを
表示するために列電極に印加される電圧は以下の
(a),(b)のように定められる。 (a)j番目の行電極サブグループに印加されている選
択電圧について、+Vr を1,−Vr を0として表して
ベクトルβを構成する。 (b)ベクトルβとベクトルDj の、対応する要素の排
他的論理和の総和をiとして、Vi (iは0〜Lのいず
れかの整数)が列電極に印加される。 - 【請求項2】選択電圧列として、それを構成する選択ベ
クトルが、実質的にα1 ,α2 ,・・・,αK ,−α1
,−α2 ,・・・,−αK の1個ずつからなるベクト
ルの列を選ぶことを特徴とする請求項1記載の液晶表示
素子の駆動方法。 - 【請求項3】選択電圧列として、それを構成する選択ベ
クトルが、可能な選択ベクトルすべてを含むように選ぶ
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子の駆動方
法。 - 【請求項4】請求項1〜3いずれか1項記載の液晶表示
素子の駆動方法において、特定列における、j番目の行
電極サブグループの表示データを、二値表示に代えて、
(U+1)段(Uは2以上の自然数)の階調を有するも
のとし、 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α1 ,α2,・・・,αK ,−α1 ,−α2
,・・・,−αK のそれぞれ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を選ぶとともに、 それぞれU個ずつの各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所定の比率で表示することに
より、(U+1)段の階調表示をすることを特徴とする
液晶表示素子の駆動方法。 - 【請求項5】請求項4記載の液晶表示素子の駆動方法に
おいて、ベクトル列[α1 ,α2 ,・・・,αK ]を1
単位としてSと表すと、[S,S,・・・,S,−S,
−S,・・・,−S]と配列したものを選択電圧列とす
ることを特徴とする液晶表示素子の駆動方法。 - 【請求項6】選択電圧列を構成するひとつの選択電圧ベ
クトルに対応する電圧を行電極サブグループに印加する
ごとに、次の行電極サブグループに選択電圧を印加する
ようにしたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1
項記載の液晶表示素子の駆動方法。 - 【請求項7】ひとつの行電極サブグループを選択する選
択電圧列は、他の行電極サブグループを選択する選択電
圧列のベクトルの配列順序をずらして配列したものであ
ることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の
液晶表示素子の駆動方法。 - 【請求項8】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、あらためて
選択電圧列形成用の行列Aとして使用することを特徴と
する請求項1〜7のいずれか1項記載の液晶表示素子の
駆動方法。 - 【請求項9】Lr 本の行電極(Lr <L)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ことを特徴とする請求項1〜8
のいずれか1項記載の液晶表示素子の駆動方法。 - 【請求項10】行電極サブグループを構成するL本の行
電極のうち、一部は、仮想的な電極であることを特徴と
する請求項1〜9のいずれか1項記載の液晶表示素子の
駆動方法。
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US7095397B2 (en) | 1992-03-05 | 2006-08-22 | Seiko Epson Corporation | Drive method, a drive circuit and a display device for liquid crystal cells |
US7138972B2 (en) | 1992-03-05 | 2006-11-21 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal element drive method, drive circuit, and display apparatus |
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-
1992
- 1992-07-08 JP JP20447892A patent/JP3373226B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US7403195B2 (en) | 2001-06-13 | 2008-07-22 | Kawasaki Microelectronics, Inc. | Method and apparatus for driving passive matrix liquid crystal |
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