JPH08152601A

JPH08152601A - 表示素子の駆動法及び表示装置

Info

Publication number: JPH08152601A
Application number: JP24209395A
Authority: JP
Inventors: Akira Tsuboyama; 明坪山; Kazunori Katakura; 一典片倉; Manabu Iwasaki; 学岩▲崎▼
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 1996-06-11

Abstract

(57)【要約】【課題】フリッカーの発生を防止して、フレーム間の表
示の分断やずれ等を解消する。【解決手段】液晶表示素子１を駆動する場合、面積の大
きい方の副画素に対応する走査電極Ｃ１ａ，Ｃ２ａ，Ｃ
３ａ，…のみを走査する。動画表示の見えについては、
面積が最も大きく、従って輝度の寄与の最も高い副画素
に対応するａラインを優先的に３０Ｈｚで走査すること
で、フレーム間の表示の分断やずれが解消され、それに
よって動画表示が比較的スムーズになり、疑似的に高速
描画が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ用の
ディスプレイ、ビデオカメラレコーダのビューファイン
ダ、テレビ受像器、ビデオプロジェクターの光バルブ等
に用いられる表示素子の駆動法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶表示装置（ＬＣＤ）にて
多階調を表現する方法については種々提案されている。（１）１つは、印加電圧−透過率曲線に従って各画素へ
の印加電圧を制御し、所望のレベルの輝度を得る方法で
ある。

【０００３】これは、ＴＮ液晶を用いたアクティブマト
リクスＬＣＤとして知られている。また、強誘電性のカ
イラルスメクチック液晶を用いた場合には、２つの配向
状態にあるドメインの面積比を変える方法があり、これ
はＵＳＰ４，７１２，８７７、ＵＳＰ４，７９６，９８
０、ＵＳＰ４，８２４，２１８、ＵＳＰ４，７７６，６
７６等に記載されている。

【０００４】しかし、上記（１）の方法では、印加電圧
−透過率曲線が非常に急峻な場合は、印加電圧の微小な
誤差によっても輝度が大きく変化してしまい、所望のレ
ベルの輝度を正確に出力することが困難であった。（２）２つ目の方法は、１つのフレーム走査を幾つかの
サブフレーム走査に分割してオン／オフを時間変調する
ことにより多階調表示を行う方法であり、ＵＳＰ４，７
０９，９９５等に記載されている。

【０００５】しかし、上記（２）の方法では、回路が複
雑化し、またフリッカー抑制の点から高速走査が必要な
ため、表示素子や周辺回路への負荷が大きくなってしま
うことがある。Ｖそこで、他の方法として、（３）幾つかの面積の異なる画素（副画素）を１組と
し、これら面積の異なる複数の画素（副画素）を種々の
パターンで点灯させて多階調を表示する方法がある。

【０００６】これは、ＥＰ２６１，８９８号やＥＰ３６
１，９８１号やＥＰ４５３，０３３号の公開公報に記載
されている。

【０００７】この（３）の具体例とその特徴を、図１
(a) (b) (c) 及び図２に沿って説明する。なお、図１
(a) (b) (c) のいずれの具体例も、１６レベルの多階調
表示を行うためのものであり、また各例における表示素
子の画素分割構成は、製品の目的に応じて選択される。

【０００８】表示素子の画面全体から見ると面積の異な
る少なくとも２つの画素が混在しているが、見方を変え
れば１つの画素が面積の異なる少なくとも２つの副画素
によって形成されていると云うこともでき、両者は同意
である。

【０００９】以下、後者の見地から説明する。

【００１０】図１(a) や(b) に示す具体例では、４つの
副画素Ｓ₁ ，Ｓ₂ ，Ｓ₃ ，Ｓ₄ を１組として、これら４
つの副画素Ｓ₁ ，…によって多階調表示が可能な画素を
形成している。そして、０〜１５までの１６レベルの線
形の光学レベルを得るために、これらの副画素Ｓ₁ ，…
の面積比を８：４：２：１とし、各副画素に対応する電
極を、画像情報に応じて選択的に順次駆動するようにし
ている。

【００１１】図１(a) と(b) との違いは、４つの副画素
の配置の違いだけである。また、例えば、図１(a) に示
す副画素Ｓ₁ ，…は、４本の走査電極と１本の情報電極
との交差部によって形成しているが、副画素の面積を上
述のようにするため、走査電極の幅を８：４：２：１と
なるように設定している。ここで、これらの電極は、公
知の如く、互いに対向するように配置された一対の基板
上に形成されている。

【００１２】ところで、一般的には、副画素の面積比を
２ⁿ ：２^n-1 ：…：２¹ ：２⁰ とすることにより線形の
光学レベルを得ることができる。また、この方法におい
てより自然な画像を得るために、ディザ法や誤差拡散法
・平均濃度法などの画像処理が併用されている。

【００１３】図１の(c) に示す具体例では、図のような
面積比をもつ９つの副画素を１組とし、これら面積の異
なる副画素のそれぞれに対応する電極を、画像情報に応
じて選択的に順次駆動する。これによって、図２に示す
ように、白表示の部分が上下対称（または左右対称）に
配置されるようにした。従って、このパターンを用いた
場合には、いずれの階調においてもＯＮ領域（白表示の
部分）の中心は画素の中心にあって変化しない。そのた
め、階調パターンによって光の重心の位置が大きく動く
場合に生じる、いわゆる疑似輪郭という画質劣化が起こ
らない。

【００１４】こうした画素を有する表示装置では、画面
の上から下まで順に１本１本走査線を時分割で選択して
いた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のよう
に、１画素を面積の異なる複数の副画素に分割して多階
調表示する場合、各副画素に対応して分割した走査電極
を、画像情報に応じて選択的に順次走査する従来の駆動
法では、走査ライン数が走査電極の分割によって増大し
ているために、１画面を描画するのに要する走査時間が
長くなり、その結果、フリッカーが生じたり、あるいは
動画スピードに追随できなくなるといった画質劣化の問
題が生じる。

【００１６】また、この駆動法では、画像情報が変化し
た画像領域に対応する走査電極を優先的に駆動して垂直
走査することにより部分書き込みを行なう場合にも、同
様の問題が生じる。

【００１７】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、１画素を面積の異なる複数の副画素
に分割して多階調表示する場合に、走査ライン数増大に
伴う画質劣化を解消して、高画質画像の表示を可能とす
る表示素子の駆動法及びその駆動法によって駆動される
表示装置を提供することを目的とする。

【００１８】また、本発明の第２の目的は、面積の異な
る複数の画素のうち、面積の大きな画素に対応する走査
線を優先的に駆動して垂直走査することにより１フレー
ムの表示を行なう表示素子の駆動法を提供することにあ
る。

【００１９】さらに、本発明の第３の目的は、走査線群
と複数の画素が形成された表示素子の駆動法において、
前記複数の画素は互いに面積の異なる少なくとも２つの
画素からなり、面積の大きな画素に対応した走査線のみ
を垂直走査する一垂直走査期間をもつ駆動法を提供する
ことにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、走査線群と複数の画素が形成
された表示素子の駆動法において、前記複数の画素は互
いに面積の異なる少なくとも２つの画素からなり、面積
の大きな画素に対応した走査線のみを垂直走査する一垂
直走査期間をもつ、ことを特徴とする。

【００２１】この場合、全画素のうち、画像情報が変化
した画素を含む領域の面積の大きな画素に対応した走査
線のみを垂直走査する、ようにすると好ましい。また、
画像情報が動画情報の場合、面積の大きな画素に対応し
た走査線のみを垂直走査する、ようにしてもよい。さら
に、全画素のうち、画像情報が変化した画素に対応した
走査線の数が所定数以上の場合、その画素のうち面積の
大きな画素に対応した走査線のみを垂直走査する、よう
にしてもよい。

【００２２】また、面積の最も小さい画素を中心として
対称な位置に面積の大きな画素が配置されている、よう
にしてもよい。さらに、面積の大きな画素に対応する走
査線のうち、隣接する少なくとも２本の走査線には同時
に走査選択信号が印加される、ようにしてもよい。また
さらに、面積の大きな画素に対応した走査線のうち、あ
る領域では走査線を少なくとも１本スキップし残りの領
域ではスキップせずに垂直走査する、ようにしてもよ
い。

【００２３】一方、前記画素はカイラルスメクチック液
晶を有する、ようにしてもよい。また、前記表示素子
は、一対の基板間にブックシェルフ層構造をもつカイラ
ルスメクチック液晶が配された、ようにしてもよい。さ
らに、前記表示素子は、一対の基板間に、コレステリッ
ク相を呈しない相転移系列をもつカイラルスメクチック
液晶が配された、ようにしてもよい。またさらに、前記
表示素子は、一対の基板間に、カイラルスメクチック液
晶が配され、一方の基板のみがラビング処理されてい
る、ようにしてもよい。また、前記複数の画素は、面積
の小さい第１の画素と、該第１の画素を中心に対称に配
置された少なくとも２つの面積の大きい第２の画素と、
該第２の画素と同じ走査線上にある、中間的な面積の第
３の画素と、を含む、ようにしてもよい。さらに、更
に、面積の小さな画素に対応した走査線のみを垂直走査
する第２の垂直走査期間をもち、且つ、前記第２の垂直
走査の期間は前記垂直走査期間より少ない頻度に設定さ
れている、ようにしてもよい。また、第１の表示モード
と第２の表示モードとをもち、第１の表示モードは前記
一垂直走査期間のみからなり、第２の表示モードは、面
積の小さな画素に対応した走査線を走査する期間を含
む、ようにしてもよい。

【００２４】一方、本発明は、走査電極群を有する基板
と情報電極群を有する基板とを対向配置し、該各基板の
電極どうしの交差部により面積の異なる複数の副画素を
形成するとともに、該面積の異なる複数の副画素で一つ
の画素を構成し、該各画素を構成する複数の副画素に対
応する電極を、画像情報に応じて選択的に駆動して、該
複数の副画素を種々のパターンで点灯させることにより
多階調を表示する表示素子において、前記各画素を構成
する面積の異なる複数の副画素のうち、面積の最も大き
な副画素に対応する走査電極を優先的に駆動して垂直走
査することにより１フレームの表示を行う、ことを特徴
とする。この場合、前記各画素を構成する面積の異なる
複数の副画素のうち、面積の最も大きな副画素に対応
し、かつ画像情報が変化した画像領域に対応する走査電
極を優先的に駆動して垂直走査することにより１フレー
ムの表示を行う、ようにしてもよい。また、前記優先的
に駆動して垂直走査する走査電極の走査回数を、他の走
査電極の走査回数より多く設定する、ようにしてもよ
い。

【００２５】さらに、本発明は、走査電極群を有する基
板と情報電極群を有する基板とを対向配置し、該各基板
の電極どうしの交差部により面積の異なる複数の副画素
を形成するとともに、該面積の異なる複数の副画素で一
つの画素を構成し、該各画素を構成する複数の副画素に
対応する電極を、画像情報に応じて選択的に駆動して、
該複数の副画素を種々のパターンで点灯させることによ
り多階調を表示する表示素子と、該表示素子を、上述し
た駆動法により駆動する手段と、を備えた、ことを特徴
とする。

【００２６】なお、以上構成に基づき、面積が最も大き
い画素の走査線のみを走査選択する垂直走査期間をもつ
表示モードが採用されているため、フレーム周波数を低
下させずに１フレームの表示が可能となり、よってフリ
ッカーを発生させることがなくなる。

【００２７】また、面積が最も大きく、従って輝度の寄
与の最も高い画素に対応する走査電極を優先的に走査す
ることで、フレーム間の表示の分断やずれが解消し、そ
れによって動画表示がスムーズになり、疑似的に高速描
画が可能になる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。

【００２９】図３は、本発明に係る表示装置の駆動系の
ブロック図である。また図４は、この表示装置における
液晶表示素子の構成の一部を模式的に示す平面図であ
る。

【００３０】図のようにこの表示装置は、走査線群とし
ての走査電極群Ｃを有する基板１ａと情報線群としての
情報電極群Ｉを有する基板１ｂとを対向配置して成る液
晶表示素子１を備えるとともに、その駆動系として、走
査電極群Ｃを駆動する走査線駆動回路２と、情報電極群
Ｉを駆動する情報線駆動回路３と、各駆動回路に駆動電
圧を印加する駆動電圧発生回路５と、上記走査線駆動回
路２に走査線駆動制御信号を与え、かつ上記情報線駆動
回路３に情報線駆動制御信号および画像信号を与えるロ
ジック制御回路６と、そのロジック制御回路６に画像情
報を与えるＶＲＡＭ内蔵のデータ発生部７と、を備えて
いる。この駆動系の構成部品が、本発明に係る駆動法を
行う駆動手段となる。

【００３１】上記液晶表示素子１は、ここでは強誘電液
晶素子を用いた。図４は５×６画素しか示していない
が、実際は６４０×４８０画素を有するものである。そ
の各画素は、各基板１ａ、１ｂの電極どうしの交差部に
より形成した、面積の異なる複数の副画素Ｓ₁ ，Ｓ₂ ，
Ｓ₃ ，Ｓ₄ から構成されている。

【００３２】また、図４に示すように、本実施例では、
液晶表示素子１の各画素は、図１(b) に示したような面
積比で４つの副画素Ｓ₁ ，…に分割されている。言い換
えれば、交差部によって各画素を構成する走査電極群Ｃ
と情報電極群Ｉとが、副画素Ｓ₁ ，…の面積比に対応し
た幅でそれぞれ形成されている。

【００３３】図４では、構成の説明を簡単にするため
に、５×６画素のみを示しており、この場合、各画素は
走査／情報電極ラインがそれぞれ２分割され、走査信号
を印加すべき走査ライン数は１０ラインである。また、
１ライン走査期間は７０マイクロ秒である。

【００３４】テレビなどの動画表示をする場合に、一画
素毎に表示を完成させるａ−ｂライン走査、つまり、Ｃ１ａ→Ｃ１ｂ→Ｃ２ａ→Ｃ２ｂ→Ｃ３ａ→Ｃ３ｂ→Ｃ
４ａ→Ｃ４ｂ→Ｃ５ａ→Ｃ５ｂ→…→Ｃ４８０ａ→Ｃ４
８０ｂのような走査順で描画する従来の駆動法では、フレーム
周波数が１５Ｈｚ程度となり、よって、フリッカーが許
容されるフレーム周波数３０Ｈｚの半分のスピードとな
るため、フリッカーが視認される。また、１５Ｈｚの描
画スピードしかないため、３０Ｈｚで送られる画像情報
は、間引いた画像が表示され、正常な動画像にならな
い。

【００３５】そこで、本発明に係る駆動法では、各画素
を構成する面積の異なる複数の副画素のうち、面積の最
も大きな副画素に対応する走査電極（走査線）を優先的
に駆動して垂直走査することにより１フレームの表示を
行う。即ち、本実施例の場合には、走査電極群Ｃを、
「ａライン」と「ｂライン」との２つに分離して考え、
面積の大きい方の副画素に対応する「ａライン」のみを
走査する。その走査順序は下記の通りである。

【００３６】ａライン走査：Ｃ１ａ→Ｃ２ａ→Ｃ３ａ→
Ｃ４ａ→Ｃ５ａ→…→Ｃ４８０ａまた、動画表示の見えについては、面積が最も大きく、
従って輝度の寄与の最も高い副画素に対応するａライン
を優先的に３０Ｈｚで走査することで、フレーム間の表
示の分断やずれが解消され、それによって動画表示が比
較的スムーズになり、疑似的に高速描画が可能になる。

【００３７】このように、本発明に係る駆動法によれ
ば、走査ライン数増大に伴う画質劣化を解消することが
できる。また、走査電極群のａラインのみを走査選択す
るので、電極の寄生容量が小さく、波形の乱れや信号遅
延が小さくなり、駆動回路への負担も少なくなる。

【００３８】図３、４に示す表示装置で動画のフル画面
表示を行なう場合には、全画面の画素に対応した全走査
線のうち面積の大きな副画素Ｓ₁ に対応した走査線Ｃ１
ａ，Ｃ２ａ，Ｃ３ａ，…，Ｃ４８０ａに順次走査選択信
号を印加すると共に副画素Ｓ₁ に対応した情報線に画素
の表示状態を定める為の情報信号を印加する。

【００３９】有効開口率を増やし、画面の輝度を増やす
には副画素Ｓ₂ に対応した情報線に印加される情報信号
と同じ信号を加えるとよい。こうすると副画素Ｓ₁ と副
画素Ｓ₂ とは同じ表示状態（液晶の配向状態）となる。

【００４０】また、更にフリッカーを抑制しなければな
らない時には、副画素Ｓ₁ に対応した走査線の垂直走査
を２回に分けると良い。その場合、第１回目の垂直走査
ではＣ１ａ，Ｃ３ａ，Ｃ５ａ，…，Ｃ４７７ａ，Ｃ４７
９ａを選択し、残りの走査線を飛び越す。

【００４１】２回目の垂直走査では、Ｃ２ａ，Ｃ４ａ，
Ｃ６ａ，…，Ｃ４７８ａ，Ｃ４８０ａの順で走査し、残
りの走査線を飛び越す。

【００４２】勿論、垂直走査を３回に分け、Ｃ１ａ，Ｃ
４ａ，Ｃ７ａ，… …，Ｃ４７８ａを順次選択し、次に
Ｃ２ａ，Ｃ５ａ，Ｃ８ａ，… …，Ｃ４７９ａを順次選
択し、最後にＣ３ａ，Ｃ６ａ，Ｃ９ａ，… …，Ｃ４８
０ａを順次選択するようにして、より垂直走査の周波数
を向上させても良い。

【００４３】また、全画面のうち、ある部分領域、例え
ば、走査線Ｃ１０１ａ〜２００ａに対応した領域の画素
の表示状態のみを変える場合にも本発明は有効である。
このような表示状態の変更は、コンピュータで所定のタ
スク処理を行なう画面の中に、ウィンドを設定して、そ
こにビデオ動画を表示する場合に有効である。また、ビ
デオ動画に限らず、カーソルの点滅やウィンドスクロー
ル等の表示にも有効である。

【００４４】全画面を用いた動画表示の場合には前述し
た走査線をスキップする垂直走査を繰り返し行なうとよ
い。

【００４５】一方、全画面のうちのある部分領域に動画
を表示する場合には、その部分領域の大きな面積の画素
に対応した全走査線をスキップすることなく垂直走査す
ることもできる。このとき、面積の大きな画素に対応し
た走査線のうち、ある領域では走査線を少なくとも１本
スキップし残りの領域ではスキップせずに垂直走査する
ようにしてもよい。

【００４６】また、カイラルスメクチック液晶のように
メモリ性をもつ光学変調物質を用いた表示素子の場合に
は、液晶の焼き付きを防止する為に、画像が変化しない
場合にも垂直走査を所定の周期で繰り返して行なう、リ
フレッシュ走査を行なうとよい。この場合には、選択さ
れた走査線上の画素は、一旦明又は暗状態にリセットさ
れた後、元の表示状態に書き戻される。こうすること
で、光学変調物質が一方の光学状態に単安定化するのを
防止できる。

【００４７】以上が本発明による第１の表示モードの走
査方式であるが、この走査方式は表示装置に設けられた
表示モード選択スイッチによってユーザ自身が選べるよ
うにするとよい。勿論スイッチはメカニカルなもので
も、電気的なものでもソフトウェア的なものでもよい。

【００４８】上記走査方式とは異なる第２の表示モード
が選択された場合には、次のような走査がなされる。

【００４９】このときの走査線の選択順序は、Ｃ１ａ，
Ｃ１ｂ，Ｃ２ａ，Ｃ２ｂ，Ｃ３ａ，Ｃ３ｂ，… …，Ｃ
４８０ａ，Ｃ４８０ｂである。この方式ではフリッカー
が気になるユーザの為には、次のように走査線を選択す
る。即ち、Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ，Ｃ３ａ，Ｃ３ｂ，Ｃ５ａ，
Ｃ５ｂ，… …，Ｃ４７９ａ，Ｃ４７９ｂ，Ｃ２ａ，Ｃ
２ｂ，Ｃ４ａ，Ｃ４ｂ，Ｃ６ａ，Ｃ６ｂ，… …Ｃ４８
０ａ，Ｃ４８０ｂである。つまり、４つの副画素Ｓ₁ ，
Ｓ₂ ，Ｓ₃ ，Ｓ₄ からなる画素の２つの走査線を１つの
走査線束とみなして、走査線束を１束以上飛び越して走
査線束を走査する。

【００５０】このように、本発明の表示装置では、少な
くとも２つの表示モードをもち、そのうち１つの表示モ
ードとして前述した第１の表示モードの走査方式を行な
うように設計されている。

【００５１】次に、本発明による第１の表示モードを変
形した、本発明による第３の表示モードについて述べ
る。

【００５２】第３の表示モードでは、Ｃ１ａ，Ｃ２ａ，
Ｃ３ａ，… …，Ｃ４８０ａのみを走査するａライン走
査を行なう第１フィールドと、これに続いて再びａライ
ン走査を行なう第２フィールドと、Ｃ１ｂ，Ｃ２ｂ，Ｃ
３ｂ，… …，Ｃ４８０ｂのみを走査するｂライン走査
を行なう第３フィールドで、１フレーム走査をなしてい
る。

【００５３】更に、これを変形して、第１〜第３フィー
ルドのそれぞれでａライン走査を行ない、第４フィール
ドでｂライン走査を行なうことで、１フレーム走査をす
るように構成してもよい。

【００５４】この第３の表示モードでは、全ての走査線
が選択されているので、第２の表示モードを必要とはし
ないので、その場合は切換えスイッチは不要となる。

【００５５】また、表示すべき画像情報の種類によって
いずれかの表示モードを自動的に選ぶように設定しても
よい。こうした表示モードの切換えは、ソフトウェア実
行プログラムを格納したメモリーとコントローラとによ
る切換え回路を付加することで実施できる。

【００５６】又、部分書き換えの走査線数が所定の本数
を越えた時に第２の表示モードから第１の表示モードに
切り換え、その画素のうち面積の大きな画素に対応した
走査線のみを垂直走査するように制御すると好ましい。

【００５７】更に、第１の表示モードへ他の表示モード
から切り換えられた場合には、第１の表示モードによる
走査を開始する前に第１の表示モードでは走査されない
走査線（ｂライン）を選択し、その走査線上の画素を明
状態又は暗状態のいずれかにリセットすることが望まし
い。

【００５８】本発明に用いられる表示素子としては、液
晶やエレクトロクロミック材料等の光学変調物質を用い
た素子、マイクロミラーを用いたＤＭＤ素子、プラズマ
素子、電子放出素子等が挙げられる。

【００５９】本発明で云う走査線とは、通常は単純マト
リクス又はアクティブマトリクスの走査電極であるが、
光導電膜を用いて光アドレスしたり、プラズマを用いて
アドレスしたりする場合には、ＣＲＴと同様に光ビーム
やプラズマが照射される軌跡が走査線に当たる。また、
光導電膜をもつ光アドレス型の素子は情報線が無く、画
素は一体化されているものとみなせる。

【００６０】よって、本発明において用いられる走査選
択信号は、用いる表示素子に適した光又は電気信号を用
いることが必要である。

【００６１】以下、本発明に用いられる表示素子の一例
として、ノンアクティブマトリクス型の液晶素子を挙げ
て説明する。

【００６２】本発明に用いられる液晶素子は、走査線群
と情報線群となる電極と配向制御膜とを有する基板を２
枚用いて、それらの間に液晶材料を注入した液晶セルで
ある。

【００６３】本発明に用いられる液晶素子の基板として
は、半導体、ガラス、石英、プラスチック等の基板が用
いられ、少なくとも一方の基板は透明であることが望ま
しい。

【００６４】本発明に用いられる液晶セルを形成する一
対の電極としては、少なくとも一方が透明導電体で形成
されることが望ましく、そのような材料としては、酸化
錫、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等が
好適に用いられる。また、必要に応じて透明導電体より
低抵抗の金属層を付与した構成であっても良い。その厚
みは４０〜２００ｎｍに設定することが望ましい。

【００６５】液晶分子の配向制御のための配向膜は、ポ
リイミド、ポリピロール、ポリビニルアルコール、ポリ
イミドアミド、ポリエステルイミド、ポリパラキシレ
ン、ポリエステル、ポリカーボネイト、ポリビニルアセ
タール、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリスチレン、
セルロース樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂などの有
機膜、あるいはＳｉＯの斜方蒸着膜などのような無機膜
が適宜選択されて用いられる。なお、その厚みは５〜１
００ｎｍに設定することが望ましい。

【００６６】また、本発明の配向制御膜は界面の液晶分
子のプレチルトを所望の範囲に設定するためにラビング
処理を行なうことが望ましい。（液晶セルの製造方法）
ガラスなどの透明基板を用意し、その上にＣＶＤ法、ス
パッタリング法、イオンプレーティング法などの蒸着方
法により透明導電膜を形成し、これをストライプ状にパ
ターニングする。その後、絶縁膜を、上述した蒸着法又
は塗布により形成する。続いて、微粒子を分散させた溶
液を印刷して仮焼成及び硬化処理を行ない粗面を形成す
る。配向制御膜は、ポリアミド酸のような溶液をスピナ
ーコートし焼成して形成する。この配向制御膜にラビン
グ処理を行なう。こうして得られた基板の一つの上にス
ペーサとしてのビーズを分散させ基板の周囲にシール剤
を設けてもう一つの基板を貼り合わせる。その後、注入
口から液晶材料を注入し徐々に冷却してカイラルスメク
チック相等の所望の相に転移させる。

【００６７】本発明による効果が顕著に現れる液晶素子
としては、カイラルスメクチック液晶を用いたノンアク
ティブマトリクスの素子である。この素子はスメクチッ
ク層の構造によりシェブロン構造のものと、ブックシェ
ルフ構造のものとに分けられる。このうち後者は透過率
が高くなるのでより好ましい。

【００６８】本発明に用いられる液晶材料としては、米
国特許５，２６２，０８２、国際出願特許Ｗ０９３／２
２３９６、１９９３年第４回強誘電液晶国際会議Ｐ−４
６（ＭａｒｃＤ．Ｒａｄｃｌｉｆｆｅら）に記載され
ているところの、フルオロカーボン末端部分及び炭化水
素末端部分を含み、該両末端部分が中心核によって結合
されており、スメクチック中間相又は潜在的スメクチッ
ク中間相を持ち、かつ該フルオロカーボン末端鎖中に少
なくとも一つの連鎖中エーテル酸素を含むフッ素含有液
晶化合物（パーフルオロエーテル液晶性化合物）を含む
液晶組成物が挙げられる。

【００６９】このような液晶材料は、降温に伴い等方相
からコレステリック相を経ずにスメクチックＡ相に相転
移する、コレステリック相を呈しない相転移系列をもつ
液晶である。

【００７０】従って、この液晶材料を用いる場合には、
一方の基板側にのみ強い配向規制力をもつ配向制御膜を
設ける。このような配向制御膜の代表例としてはラビン
グされたポリイミド膜がある。但し、配向規制力が弱い
配向制御膜であればラビングされた膜であっても他方の
基板に付与することもできる。

【００７１】上下両基板の配向制御膜にラビングされた
膜を用いる場合にはラビング方向を１〜１０°位交差さ
せると良い。

【００７２】こうした液晶セルに、クロスニコルに配設
された偏光板を付設することで、液晶分子の配向状態に
応じた明状態と暗状態とが得られる。

【００７３】次に、カイラルスメクチック液晶素子の場
合を例にとりあげ、走査信号及び情報信号の例について
説明する。

【００７４】図５は走査信号と情報信号とを示してお
り、ＳＣ１ａは図４の走査線Ｃ１ａに、ＳＣ２ａは図４
の走査線Ｃ２ａに、ＳＣ３ａは図４の走査線Ｃ３ａに印
加される走査信号であり、Ｉは情報信号である。電圧２
Ｖ₀ のパルスは画素をリセットする為の消去パルス、電
圧−２Ｖ₀ のパルスは書き込みパルスである。これらの
パルス列が走査選択信号であり、０Ｖの基準電圧が走査
非選択信号である。

【００７５】図６は走査信号と情報信号の別の例であ
る。図中の符号Ａは走査選択信号であり、Ｖ１は暗状態
にリセットするリセットパルス、Ｖ２は書き込みパルス
Ｖ２、Ｖ５は補助パルスである。

【００７６】また、図中の符号Ｂは走査非選択信号、符
号Ｃは明表示をするためのＤＣ成分がゼロの情報信号、
符号Ｄは暗表示をするためのＤＣ成分がゼロの情報信号
である。

【００７７】次に、本発明に用いられる表示素子の別の
画素構成について述べる。

【００７８】図７は、液晶表示素子１の構成を模式的に
示す図であり、(a) は平面を、また(b) はその１画素を
拡大して示している。

【００７９】図のように、この実施例では、疑似輪郭解
消のために、各画素の各階調パターンの光量の重心位置
が常に中心になるように、図１の(c) と同様に副画素の
面積を変えてある。そして、走査電極のＣａとＣｃとを
電気的に短絡して、走査線駆動制御信号を同時に与える
ようにしている。また、情報電極についても、ＩａとＩ
ｃとを電気的に短絡して、情報線駆動制御信号を同時に
与えるようにしている。なお、ＣｎａとＣｎｃの走査
が、前述したａライン走査となる。

【００８０】図８は、実施例４における液晶表示素子１
の構成の一部を模式的に示す図であり、(a) は平面を、
また(b) はその液晶表示素子の１画素を拡大して示して
いる。

【００８１】図のように、この実施例における液晶表示
素子１は、１画素が面積の異なる副画素から成るととも
に、その１画素にＲＧＢの色フィルターを設けたカラー
ディスプレイとなっている。各ＲＧＢ画素において、情
報電極は、幅の異なるＩｗとＩｎとに２分割され、走査
電極は、上記実施例３と同様に３分割され、そのうちの
ＣａとＣｃとが電気的に短絡されて実質的には２分割さ
れた状態にある。これにより、一色当たり４ビット、１
画素当たり１２ビット色を表現することができる。そし
て、疑似輪郭も解消される。

【００８２】図９に、本実施例における画素の分割方法
の概念図、図１０に、第２の表示モードの時において表
現できる１６階調の階調表示パターンを示した。

【００８３】本発明においては、走査電極ＣａとＣｃと
が走査選択されることになる。よって、本発明の第１の
表示モードでは最大４階調表示が行なえる。

【００８４】また、図８〜９の画素構成のうち、青色
（Ｂ）は階調レベルの差を認識し難いので、細い情報線
ＩＢｂを省いて、４階調表示用に設計変更してもよい。

【００８５】このように最も大きな面積の第２の副画素
（Ｓ₅ ，Ｓ₆ ）が、面積の小さい第１の副画素（Ｓ₄ ）
を中心に走査線の配列方向（図示上下方向）に対称に分
割配置され、かつ中間の大きさの第３の画素（Ｓ₂ ，Ｓ
₃ ）が副画素（Ｓ₅ ，Ｓ₆ ）と同じ走査線上に配置され
ているため（図９参照）、第１の表示モードであっても
階調表示を行なうことができる。

【００８６】ここで、疑似輪郭について説明する。

【００８７】例えば上述の図１の(a) に示す画素を用い
て、図１１の（Ｉ）の部分に示すようにレベル７の階調
を表示した場合には、各画素の上側が白表示されるが、
図１１の（II）の部分に示すようにレベル７．５の階調
を表示した場合には、対角線上の部分が白表示される。
さらに、図１１の（III)の部分に示すようにレベル８の
階調を表示した場合には、レベル７の場合とは反対に各
画素の下側が白表示される。

【００８８】従って、ＯＮ領域（白表示の部分）の中心
を考えた場合、レベル７では画素の上側にあり、レベル
７．５では画素のほぼ真ん中にあり、さらにレベル８で
は下側にあることになる。その結果、液晶表示装置によ
り写真等の自然画像を表示した場合で、しかもその画像
の実際の輪郭がレベル７からレベル８まで変化している
場合には、階調の違いに伴ってＯＮ領域（白表示の部
分）の中心がずれてしまい、実際の輪郭とは異なる輪
郭、つまり疑似輪郭を描くことになり、その輪郭のずれ
に伴って画質が著しく低下する。通常の画素ピッチは数
１００μｍ程度であるが、上記輪郭のずれはこの程度の
画素ピッチにおいても非常にはっきりと認識され、疑似
輪郭が生じてしまう。

【００８９】これに対して、図７や図８に示した画素で
は、大きい副画素が分割されて、小さい画素の上下に対
称に配されている為に、階調レベル間での明暗の重心の
移動が抑えられている。

【００９０】

【実施例】上述した各要素技術を具体的に選択して組み
合わせた実施例について述べる。（実施例１）本例では図４に示した表示素子を用いて、
面積の大きい方の副画素に対応する「ａライン」を優先
的に駆動するとともに、その優先的に駆動する「ａライ
ン」の走査回数を２回、「ｂライン」の走査回数を１回
とする。従って、「ａライン」を２回走査した後、「ｂ
ライン」を１回走査し、計３回の垂直走査で１フレーム
の表示を行う。走査信号としては図６に示すものを用い
る。ここで、「ｂライン」が、面積の小さな画素に対応
した走査線に相当し、この「ｂライン」のみを垂直走査
する走査期間が「第２の垂直走査期間」に相当する。

【００９１】この場合にも、フレーム周波数は低下せず
に３０Ｈｚであるため、フリッカーが解消される。ま
た、動画表示の見えについても、輝度の寄与の高いａラ
インを頻度高く走査することで、動画表示がよりスムー
ズになり、疑似的に、より高速な描画が可能になる。

【００９２】実験では、ａライン走査とｂライン走査と
の走査回数の比率を、２：１から８：１まで変えてみた
が、いずれの場合も高画質が得られた。（実施例２）本例では図７に示した表示素子を用いて、
面積の最も大きな副画素に対応する走査電極を優先的に
駆動して垂直走査することにより１フレームの表示を行
う。即ち、２回のａライン走査の後に１回のｂライン走
査を行い、計３回の垂直走査で１フレームの表示を行
う。こうして、フリッカーが解消される。

【００９３】また、動画表示の見えは、輝度の寄与の高
いａラインを３０Ｈｚで走査することで、フレーム間の
表示の分断やずれが解消され、よって動画表示が比較的
スムーズになり、疑似的に高速描画が可能になる。

【００９４】実験では、ａライン走査とｂライン走査と
の走査回数の比率を、２：１から８：１まで変えてみた
が、いずれの場合も高画質が得られた。（実施例３）本例では図８に示した表示素子を用いて表
示を行なうものである。

【００９５】まず、第２の表示モードに基づいて全ての
走査線を走査し、全ての情報線に独立した情報信号を与
えて、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色毎に１６レベルの階調表示を行な
う。

【００９６】次に、切換えスイッチにより第１の表示モ
ードに切り換える。

【００９７】すると、細い方の走査線が順次選択され
て、該細い走査線上の画素を暗状態にリセットする。

【００９８】次に、太い走査線のみを走査する第１の表
示モードを実行する。この時ユーザの設定が２値表示の
場合には、一画素中の対になる走査線Ｉｗ，Ｉｎに同じ
情報信号を印加する。

【００９９】また、ユーザーの設定が４階調であれば、
一画素中の対になる走査線Ｉｗ，Ｉｎには階調レベルに
応じて独立した情報信号が印加される。

【０１００】上記各実施例１〜３において、走査電極の
うち、面積の最も大きな副画素に対応し、かつ画像情報
が変化した画像領域に対応する走査電極を優先的に駆動
して垂直走査することにより部分書き込みを行うように
してもよい。

【０１０１】具体的に、１００ラインから１９９ライン
間での領域に動画像を表示するために、そのライン間の
走査電極を優先的に駆動して垂直走査した。この場合
に、２回のａライン走査の後、１回のｂライン走査を行
うことで、動画像がさらにスムーズになった。

【０１０２】また、ａライン走査とｂライン走査との走
査回数の比率を、２：１から８：１まで変えてみたが、
いずれの場合も高画質が得られた。

【０１０３】以上説明した、各走査方式及び表示素子の
構成並びに画素構成は、表示装置を設計する際に互いに
適当に組み合わせられる。〈比較例１〉ａ−ｂライン走査、即ち、Ｃ１ａ→Ｃ１ｂ→Ｃ２ａ→Ｃ２ｂ→Ｃ３ａ→Ｃ３ｂ→Ｃ
４ａ→Ｃ４ｂ→Ｃ５ａ→Ｃ５ｂ→…→Ｃ４８０ａ→Ｃ４
８０ｂを、図４，７，８の液晶表示素子で行った。

【０１０４】その結果、１５Ｈｚのフレーム周波数によ
るフリッカーが視認された。また、垂直走査による描画
中に、データ発生部７のＶＲＡＭ内の描画すべき内容が
書きかわり、走査途中で絵の分断が発生した。このよう
に、ａ−ｂライン走査では画質が劣化することが確認さ
れた。〈比較例２〉図８の液晶表示素子で、以下のような走査
を行った。

【０１０５】即ち、高速描画のためにａラインとｂライ
ンとを同時に選択して走査した。この場合の表示可能な
色数は６４色（６ビット）である。

【０１０６】その結果、高速化は可能になったが、色数
が極端に減り、画質も悪く、製品上問題があった。

【０１０７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る表示
素子の駆動法、および本発明に係る表示装置によれば、
走査電極が分割されたにもかかわらず、フレーム周波数
が低下しないため、フリッカーが発生しない。

【０１０８】また、面積が最も大きく、従って輝度の寄
与の最も高い副画素に対応する走査電極を優先的に走査
することで、フレーム間の表示の分断やずれが解消し、
それよって動画表示が比較的スムーズになり、疑似的に
高速描画が可能になる。

【０１０９】即ち、本発明に係る駆動法および表示装置
によれば、走査ライン数増大に伴う画質劣化を解消し
て、高画質画像を表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】階調表示のための画素構成を示す図。

【図２】階調表示の様子を示す図。

【図３】本発明による表示装置の制御系のブロック図。

【図４】本発明に用いられる表示素子の一例を示す図。

【図５】本発明に用いられる駆動信号の一例を示す図。

【図６】本発明に用いられる駆動信号の別の例を示す
図。

【図７】本発明に用いられる表示素子の別の例を示す
図。

【図８】本発明に用いられる表示素子の別の例を示す
図。

【図９】図８に示した表示素子の画素を示す図。

【図１０】図８に示した表示素子による階調表示の様子
を示す図。

【図１１】疑似輪郭形成の様子を示す図。

【符号の説明】

１液晶表示素子（表示素子）１ａ，１ｂ基板２走査線駆動回路３情報線駆動回路５駆動電圧発生回路６ロジック制御回路７データ発生部Ｃ走査電極群（走査線群）Ｉ情報電極群（情報線群）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走査線群と複数の画素が形成された表示
素子の駆動法において、前記複数の画素は互いに面積の異なる少なくとも２つの
画素からなり、面積の大きな画素に対応した走査線のみ
を垂直走査する一垂直走査期間をもつ、表示素子の駆動法。
【請求項２】全画素のうち、画像情報が変化した画素
を含む領域の面積の大きな画素に対応した走査線のみを
垂直走査する、ことを特徴とする請求項１記載の表示素子の駆動法。
【請求項３】画像情報が動画情報の場合、面積の大き
な画素に対応した走査線のみを垂直走査する、ことを特徴とする請求項１記載の表示素子の駆動法。
【請求項４】全画素のうち、画像情報が変化した画素
に対応した走査線の数が所定数以上の場合、その画素の
うち面積の大きな画素に対応した走査線のみを垂直走査
する、ことを特徴とする請求項１記載の表示素子の駆動法。
【請求項５】面積の最も小さい画素を中心として対称
な位置に面積の大きな画素が配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の表示素子の駆動法。
【請求項６】面積の大きな画素に対応する走査線のう
ち、隣接する少なくとも２本の走査線には同時に走査選
択信号が印加される、ことを特徴とする請求項１記載の表示素子の駆動法。
【請求項７】面積の大きな画素に対応した走査線のう
ち、ある領域では走査線を少なくとも１本スキップし残
りの領域ではスキップせずに垂直走査する、ことを特徴とする請求項１記載の表示素子の駆動法。
【請求項８】前記画素はカイラルスメクチック液晶を
有する、ことを特徴とする請求項１記載の表示素子の駆動法。
【請求項９】前記表示素子は、一対の基板間にブック
シェルフ層構造をもつカイラルスメクチック液晶が配さ
れた、ことを特徴とする請求項１記載の表示素子の駆動法。
【請求項１０】前記表示素子は、一対の基板間に、コ
レステリック相を呈しない相転移系列をもつカイラルス
メクチック液晶が配された、ことを特徴とする請求項１記載の表示素子の駆動法。
【請求項１１】前記表示素子は、一対の基板間に、カ
イラルスメクチック液晶が配され、一方の基板のみがラ
ビング処理されている、ことを特徴とする請求項１記載の表示素子の駆動法。
【請求項１２】前記複数の画素は、面積の小さい第１
の画素と、該第１の画素を中心に対称に配置された少な
くとも２つの面積の大きい第２の画素と、該第２の画素
と同じ走査線上にある、中間的な面積の第３の画素と、
を含む、ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項記載
の表示素子の駆動法。
【請求項１３】更に、面積の小さな画素に対応した走
査線のみを垂直走査する第２の垂直走査期間をもち、且つ、前記第２の垂直走査の期間は前記垂直走査期間よ
り少ない頻度に設定されている、ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項記載
の表示素子の駆動法。
【請求項１４】第１の表示モードと第２の表示モード
とをもち、第１の表示モードは前記一垂直走査期間のみ
からなり、第２の表示モードは、面積の小さな画素に対応した走査
線を走査する期間を含む、ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項記載
の表示素子の駆動法。
【請求項１５】走査電極群を有する基板と情報電極群
を有する基板とを対向配置し、該各基板の電極どうしの
交差部により面積の異なる複数の副画素を形成するとと
もに、該面積の異なる複数の副画素で一つの画素を構成
し、該各画素を構成する複数の副画素に対応する電極
を、画像情報に応じて選択的に駆動して、該複数の副画
素を種々のパターンで点灯させることにより多階調を表
示する表示素子において、前記各画素を構成する面積の異なる複数の副画素のう
ち、面積の最も大きな副画素に対応する走査電極を優先
的に駆動して垂直走査することにより１フレームの表示
を行う、ことを特徴とする表示素子の駆動法。
【請求項１６】前記各画素を構成する面積の異なる複
数の副画素のうち、面積の最も大きな副画素に対応し、
かつ画像情報が変化した画像領域に対応する走査電極を
優先的に駆動して垂直走査することにより１フレームの
表示を行うことを特徴とする請求項１５記載の表示素子
の駆動法。
【請求項１７】前記優先的に駆動して垂直走査する走
査電極の走査回数を、他の走査電極の走査回数より多く
設定する、ことを特徴とする請求項１５または１６記載の表示素子
の駆動法。
【請求項１８】走査電極群を有する基板と情報電極群
を有する基板とを対向配置し、該各基板の電極どうしの
交差部により面積の異なる複数の副画素を形成するとと
もに、該面積の異なる複数の副画素で一つの画素を構成
し、該各画素を構成する複数の副画素に対応する電極
を、画像情報に応じて選択的に駆動して、該複数の副画
素を種々のパターンで点灯させることにより多階調を表
示する表示素子と、該表示素子を、請求項１に記載の駆動法により駆動する
手段と、を備えた、ことを特徴とする表示装置。