JPH08160920A

JPH08160920A - 画像表示装置の駆動法

Info

Publication number: JPH08160920A
Application number: JP30519594A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Hirai; 良典平井; Makoto Nagai; 真永井; Satoshi Nakazawa; 聡中沢; Takeshi Kuwata; 武志桑田
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1994-12-08
Filing date: 1994-12-08
Publication date: 1996-06-21
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: JP3570757B2

Abstract

(57)【要約】【構成】行電極数４８０本の液晶表示パネルを以下の要
領で駆動した。選択行列としては、選択図に示した行列
を用い、４本の行を同時選択するとともに、サブグルー
プを４つ選択するごとに、選択行列の列を１つ進める方
式で駆動した。２画面駆動（上下分割）を行ったので、
サブグループの数は６０となった。バイアスはコントラ
スト比がほぼ最大となるように調整し、階調方式は空間
変調フレームレートコントロールで行った。【効果】画像表示装置を複数行同時選択して駆動する際
のクロストーク低減を簡単な駆動回路で達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高速で応答する液晶に
適した液晶表示装置を駆動する方法に関するものであ
る。特に、本発明は、ＭＬＳ法（複数ライン同時選択
法、特開平６−２７９０７、ＵＳＰ５２６２８８１参
照）でマルチプレックス駆動を行う、単純マトリクス型
液晶表示装置の駆動方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、本明細書では、走査電極を行電極
といい、データ電極を列電極ということにする。

【０００３】高度情報化時代の進展にともなって情報表
示媒体へのニーズはますます高まっている。液晶ディス
プレイは薄型、軽量、低消費電力などのメリットを有し
ており、半導体技術との整合性もよくますます普及する
ものと考えられる。一方で普及にともなって画面大型
化、高精細化が求められるようになり大容量表示をする
方法の模索が始まっている。そのなかでＳＴＮ（超ねじ
れネマティック）方式はＴＦＴ（薄膜トランジスタ）方
式に比べ製造工程が簡素であり、低コストで生産できる
ので将来の液晶ディスプレイの主流になると考えられ
る。

【０００４】ＳＴＮ方式で大容量表示をするためには従
来から線順次マルチプレクス駆動が行われている。この
方法は各行電極を一本ずつ順次選択するとともに、列電
極を表示したいパターンと対応させて選択するもので、
全行電極が選択されることによって一画面の表示を終え
る。

【０００５】しかし、線順次駆動法では、表示容量が大
きくなるにつれて、フレーム応答と呼ばれる問題が起こ
ることが知られている。線順次駆動法では、選択時には
比較的大きく、非選択時には比較的小さい電圧が画素に
印加される。この電圧比は一般に行ライン数が大きくな
るほど（高デューティ駆動となるほど）大きくなる。こ
のため、電圧比が小さいときには電圧実効値に応答して
いた液晶が印加波形に応答するようになる。すなわち、
フレーム応答は選択パルスでの振幅が大きいためオフ時
の透過率が上昇し、選択パルスの周期が長いためオン時
の透過率が減少し、結果としてコントラストの低下を引
き起こす現象である。

【０００６】フレーム応答の発生を抑制するためにフレ
ーム周波数を高くし、これにより選択パルスの周期を短
くする方法が知られているが、これには重大な欠点があ
る。つまり、フレーム周波数を増やすと、印加波形の周
波数スペクトルが高くなるので、表示の不均一を引き起
こし、消費電力が上昇する。したがって選択パルス幅が
狭くなり過ぎるのを防ぐためにフレーム周波数の上限に
は制限がある。

【０００７】周波数スペクトルを高くせずにこの問題を
解決するために、最近、新駆動法が提案された。複数の
行電極（選択電極）を同時に選択するＭＬＳ（複数ライ
ン同時選択）法などの方法である。この方法は複数の行
電極を同時に選択し、かつ、列方向の表示パターンを独
立に制御できる方法であり、選択幅を一定に保ったまま
フレーム周期を短くすることができる。すなわちフレー
ム応答を抑制した高コントラスト表示ができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ＭＬＳ法においては、
列表示パターンを独立に制御するために、同時に印加さ
れる各行電極には一定の電圧パルス列が印加される。複
数のラインを同時に選択する駆動法では、複数の行電極
に同時に電圧パルスが印加されることになる。このと
き、列方向の表示パターンを同時にかつ独立に制御する
ために、行電極には各々極性の違うパルス電圧が印加さ
れる必要がある。行電極には極性を持つパルスが何回か
印加され、列電極にはデータに応じた電圧が印加され
る。こうして、トータルで各画素にはオン、オフに応じ
た実効電圧が印加される。

【０００９】この各行電極に印加される選択パルス電圧
群はＬ行Ｋ列の行列（これを以後、選択行列（Ａ）とい
う）として表すことができる。選択パルス電圧系列は互
いに直交なベクトル群として表せるため、これらを列要
素として含む行列は直交行列となる。このとき行列内の
各行ベクトルは互いに直交である。行の数Ｌは同時選択
される行本数に対応し、各行はそれぞれのラインに対応
する。たとえば、Ｌ本の選択ラインの中のライン１に
は、選択行列（Ａ）の１行目の要素が適応され、１列目
の要素、２列目の要素の順に選択パルスが印加される。

【００１０】本明細書では、選択行列（Ａ）の表記にお
いて、１は正の選択パルスを、−１は負の選択パルスを
意味することとする。選択行列（Ａ）の代表的な例とし
てアダマール行列を図５に示す。図５（ａ）は４行４列
のもの、図５（ｂ）は８行８列のもの、図５（ｃ）は８
行８列のものの第１行を除いた７行８列のものである。

【００１１】列電極には、この行列の各列要素および列
表示パターンに対応した電圧レベルが印加される。すな
わち、列電極電圧系列はこの行電極電圧系列を決める行
列と表示パターンによって決まる。

【００１２】列電極に印加される電圧波形のシーケンス
は以下のように決定される。図４はその概念を示した説
明図である。４行４列のアダマール行列を例にとって説
明する。列電極ｉおよび列電極ｊにおける表示データが
図４（ａ）に示したようになっているとする。列表示パ
ターンは図４（ｂ）に示すようにベクトル（ｄ）として
表される。ここで列要素が−１の時はオン表示を表し、
１はオフ表示を表している。行電極に、行列の列の順に
順次行電極電圧が印加されていくとすると、列電極電圧
レベルは図４（ｂ）に示すベクトル（ｖ）のようにな
り、その波形は図４（ｃ）のようになる。図４（ｃ）に
おいて、縦軸、横軸はそれぞれ任意単位である。

【００１３】部分ライン選択の場合、液晶表示素子のフ
レーム応答を抑制するために、１表示サイクル内で分散
して電圧印加されることが好ましい。具体的には、たと
えば、１番目の同時選択される行電極群（これを以下、
サブグループという）に対するベクトル（ｖ）の第１番
目の要素が印加された次には、２番目の同時選択される
行電極群に対するベクトル（ｖ）の第１番目の要素が印
加され、以下同様のシーケンスをとる。

【００１４】したがって、実際に列電極に印加される電
圧パルスシーケンスは、電圧パルスを１表示サイクル内
でどのように分散するか、また同時選択される行電極群
に対してそれぞれどのような選択行列（Ａ）が選ばれる
かによって決定される。

【００１５】ところで、最近非常に頻繁に使用されるウ
インドウパターン表示などを行う場合、クロストークと
呼ばれる現象がおき、表示上の問題となっている。

【００１６】クロストークの影響が最も顕著な場合とな
って現れるのが図３のようなバー表示をさせたときであ
る。バーの下に領域Ｂには表示ムラが出現する。Δε＞
０のとき全オン表示させると液晶の容量成分は最大にな
り列電極電圧波形は最も歪んだ状態になるからである。
つまり、同じオン状態に関わらず領域Ａ＜領域Ｂという
輝度差が表示ムラとなって現れる。これは液晶に印加さ
れる実効電圧も領域Ａ＜領域Ｂとなっていることを示し
ている。ウインドウ表示などの表示パターンは図３の表
示の組合せであり、最も頻繁に使われることが想定さ
れ、この表示ムラ（クロストーク）低減が大きな課題と
なる。

【００１７】このクロストークの大きさは、バーの幅Ｗ
もしくは長さＬが変化することにより、変化する。表示
パターンのバーの幅Ｗを大きくしていくと、領域Ａと領
域Ｂの輝度差は減少していく。またバーの長さＬを大き
くしてやると領域Ａと領域Ｂの輝度差は増加していく。

【００１８】これらの現象は列電極波形の歪みがオン波
形とオフ波形とで異なることに基づいて説明可能であ
る。つまり、オン波形はある程度歪んだ波形となるのに
対し、オフ波形はほぼ理想に近い波形となる。

【００１９】オン波形が歪む原因は主に２つある。ひと
つは、駆動系は理想的な電源および理想的なドライバで
は構成されていないということである。図３の表示では
大部分がオン状態なので大部分の列電極ではオン波形を
出力している。このとき駆動系では各列電極電圧レベル
の中でオン波形を出力する電圧レベルに大きな負荷がか
かり、これが歪みの原因になる。もうひとつは、パネル
内部の容量による影響である。オン状態で、列電極に直
列に接続する液晶の容量は最大となるため、オン波形が
多いとパネル内での波形は最も歪んだ状態となる。

【００２０】一方、オフ波形は理想に近い波形が出力さ
れる。オン波形に比べると波形が歪む条件に当てはまら
ないからである。

【００２１】図３において、領域Ａでは、ほぼオンの列
電極波形のみが印加されるが、領域Ｂでは、オンとオフ
の両方の列電極波形が印加される。したがって、領域Ａ
の列電圧波形は非常に歪んだ波形のみが出力されるのに
対し、領域Ｂでは領域Ａに比べて全体としての列電圧の
歪みは大きくない。したがって、領域Ｂでは液晶に印加
される実効電圧の減少が少ない。

【００２２】前述のように、ＭＬＳ法はフレーム応答を
抑制するためにきわめて有効な方法ではあるが、本発明
者らが研究を進めるうち、従来駆動法に比べてクロスト
ークによる表示ムラが目立つことが多いことがわかって
きた。

【００２３】これは、複数の行を同時に選択する駆動法
では、行電極電圧レベルが線順次駆動に比べて低いとい
う特徴に由来するものと推察される。つまり、複数の行
を同時に選択すると、行電極電圧と列電極電圧とのバイ
アス比が小さくなり、実効電圧に列電極電圧が与える影
響は従来駆動法に比べてきわめて大きくなる。この結
果、列電極電圧系列に波形歪みがあれば、これが表示品
位に与える影響は従来のものに比べ大きい。

【００２４】実際には駆動系で使用される電源、ドライ
ブの能力は有限なので入力端では電圧波形は必ず歪んで
いるし、パネルでは液晶自身の容量成分と電極抵抗の直
列結合と考えられるので、列電極に出力されるべき電圧
波形はかなりなまって出力される。したがって、複数行
を同時選択すると、クロストークによる表示ムラが目立
つ場合があることになる。この現象は、同時選択する行
電極本数Ｌが５以上になると顕著になる。

【００２５】もう１つの大きな課題は、中間調表示にお
けるクロストークである。中間調表示の方式としては、
フレームレートコントロール方式、振幅変調方式、ディ
ザ法との組み合わせなどがあげられるが、フレームレー
トコントロールが液晶表示装置の駆動方法としてはもっ
とも多く用いられている。この際、フリッカーの発生を
目立たなくするために、空間的に（隣接する画素間で）
位相の差をつけフリッカーをキャンセルさせる空間変調
との組み合わせが頻繁に用いられる。この場合、２値表
示を基本とするベタ表示とは異なり、各フレーム毎に画
像の空間的な周波数が非常に高くなる場合がある。この
ために、クロストークが生じ画像の品位を劣化させてい
た。同様にディザ方式を用いた場合にも空間周波数が高
くクロストークの問題が存在していた。

【００２６】さらに、ビデオ表示など動画を表示する場
合にも画像の劣化の問題がある。ビデオ表示において
は、ウインドウなどの基本的に幾何学的な表示とはこと
なり、空間的に複雑な（すなわち空間周波数の高い）表
示が多く出現する。したがって、特に、特定のウインド
ウ内でビデオ表示を表示しようとした場合には、発生す
るクロストークによりビデオ表示自体の品位を劣化させ
るだけでなく、周辺のウインドウにも影響する問題がが
生じていた。

【００２７】一方、フレーム応答の抑制と回路規模の関
係では、Ｌが大きくなればなるほどフレーム応答は抑制
されるものの回路規模が増大しコストが上昇するという
課題が存在し、コスト、性能のバランスのとれた駆動方
式が求められていた。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の問題点を
解決するために、以下の画像表示装置の駆動方法を提供
するものである。すなわち、複数（Ｍ本）の行電極と複
数の列電極とを有する画像表示装置の行電極を４本ずつ
のサブグループに分割し、そのサブグループを一括して
選択し、４行４列の選択直交行列（Ａ）選択列ベクトル
（Ａ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ ，Ａ₄ ）を時系列で展開した信号に
基づく電圧を行電極に印加する画像表示装置の駆動方法
であって、選択列ベクトルのシーケンスとしては、順次
サブグループを選択し、対応させる選択列ベクトルとし
て、Ａ₁ ・・・Ａ₁ 、Ａ₂ ・・・Ａ₂ 、Ａ₃ ・・・Ａ
₃ 、Ａ₄ ・・・Ａ₄ 、Ａ₁ ・・・Ａ₁ 、Ａ₂ ・・・Ａ
₂ 、Ａ₃ ・・の繰り返しサイクルで各選択ベクトルをＪ
回ずつ（Ｊ≧２）繰り返し用い、選択列ベクトルの要素
の符号に対応した選択パルスが選択されているサブグル
ープの各行に印加され、非選択状態のサブグループの行
には０電圧が印加され、すべてのサブグループに対し、
１つの表示フレーム内でＡ₁ 、Ａ₂ 、Ａ₃ 、Ａ₄、のす
べての選択列ベクトルに対応する電圧が印加され、特定
の列電極上の同時選択される行電極に対応する表示パタ
ーン（オフが１、オンが−１）を要素とする列電極表示
パターンベクトル（ｘ）＝（ｘ₁ ，ｘ₂ ，ｘ₃ ，ｘ₄ ）
と、選択列ベクトル（Ａ_i:i=1,2,3,4 ）の内積ｙ_i ＝
（ｘ₁ ，ｘ₂ ，ｘ₃ ，ｘ₄ ）Ａ_i に比例した電圧が列電
極に印加されることを特徴とする画像表示装置の駆動方
法を提供するものである。

【００２９】また、選択列ベクトルの繰り返し回数Ｊ
が、２以上Ｍ／２以下であることを特徴とする上記の画
像表示装置の駆動方法を提供するものである。

【００３０】さらに、４行４列の選択直交行列（Ａ）
が、数１の行入れ替え、列入れ替え、および列もしくは
行の極性反転のうちの１つまたは２つ以上の動作を組み
合わせることにより作られる直交行列である上記の画像
表示装置の駆動方法を提供する。

【００３１】さらに、表示サイクルが完結する前に、行
信号および列信号の極性を反転することを特徴とする上
記の画像表示装置の駆動方法を提供するものである。

【００３２】また、行および列信号の極性の反転が周期
的に行われ、その周期が、選択パルスをＮ回（Ｎは、３
以上５０未満の奇数）印加するごとであることを特徴と
する上記の画像表示装置の駆動方法を提供する。

【００３３】また、階調表示方式として、空間変調をと
もなうフレームレートコントロールまたはディザ方式を
用いることを特徴とする上記の画像表示装置の駆動方法
を提供する。

【００３４】また、画像表示装置が液晶表示装置である
ことを特徴とする上記の画像表示装置の駆動方法を提供
する。

【００３５】また、画像表示装置の画面の少なくとも一
部でビデオ表示を行うことを特徴とする上記の画像表示
装置の駆動方法を提供する。

【００３６】本明細書で１表示サイクルとは、全行電極
のアドレスが完了する最も短い時間をいうこととする。
すなわち、実効値が定まる最小時間間隔である。これ
は、上記の直交行列（Ａ）の直交する行ベクトル成分が
全て選択電極に印加される時間間隔ということもでき
る。また、本明細書では、特に断らない限り、Ｌを同時
選択される行電極数として用い、Ｋを特定の行電極に１
表示サイクル中に印加される選択パルスの数として用
い、Ｍを全行電極数として用い、Ｎを１表示サイクル内
に印加されるパルス数として用いる。

【００３７】本発明者らは、複数同時選択をする場合の
クロストークの発生原因について、検討した結果、特定
の条件を満たすことにより、先述の各種クロストークを
同時に大幅に減ずることが可能であること、ならびに簡
単な回路でクロストーク低減ＭＬＳ駆動が達成できるこ
とを見い出した。

【００３８】複数ライン同時選択数Ｌは、本発明におい
てＬ＝４とされる。これは、メモリーアクセススピー
ド、フレーム応答抑制率、クロストーク低減駆動の実行
しやすさなどの観点により決められたものである。本発
明の駆動方式では、周期性の高い行信号のシーケンスを
発生させるための選択行列の列ベクトルのシーケンスを
決定し、さらには、クロストーク低減に最適な直交行列
系を提示している。これにより、規模の小さな回路構成
で高性能な表示が実現される。

【００３９】クロストークの発生要因は以下のように説
明される。Ｌ本の行電極が同時選択される場合は、列電
極電圧のパルスごとの変動幅が列電極波形の実効値の変
動に強く影響する。これは線順次駆動とは異なる特徴で
あり、Ｌ本の行電極が同時選択される場合は線順次駆動
に比べて、列電極電圧レベルが多いことに起因する。つ
まり、線順次駆動では、大きな波形歪みは極性反転のと
きに主に生じるが、複数同時選択駆動では列電極電圧の
パルスごとの変動幅が大きい場合にも生じる。複数同時
選択駆動において、選択行列の種類によっては列電極電
圧の変動が頻繁に起こるため、強いクロストークが発生
する。

【００４０】したがって、クロストークの低減には実際
に列電極に印加される電圧パルスシーケンスの検討がき
わめて重要である。そこで、ＭＬＳ法において、実際に
列電極に印加される電圧パルスシーケンスがどのように
なっているかについて以下に述べる。

【００４１】全行電極のうちの１部を同時選択する（部
分ライン選択）場合は、いつの時点で選択パルスシーケ
ンスを進めるかという観点で基本的に３つの考え方があ
る。１つは、１つのサブグループが選択され次のサブグ
ループが選択される時点で、行電極の選択パルスシーケ
ンスを１つ進める、すなわちサブグループを単位とした
選択パルスシーケンスの方式（１）であり、１つは、全
ラインが選択された時点で（全サブグループに対して）
選択パルスシーケンスを進めるという方式（２）であ
り、もう１つは方式（１）および（２）の中間方式
（３）である。方式（１）および方式（２）の場合に、
選択パルスを示すベクトルをサブグループごとに示すと
数２のようになる。ここで、選択行列（Ａ）の各列ベク
トルをＡ₁ 、Ａ₂ ・・・Ａ_M 、サブグループの数をＮ
_S とした。

【００４２】

【数２】

【００４３】列電極に印加される電圧のシーケンスは、
列電極電圧レベルを図４（ｂ）に示すのと同様にベクト
ル（ｖ）＝（ｖ₁ ，ｖ₂ ，ｖ₃ ，・・）で表されるとす
ると、方式（１）の場合、（ｖ₁ ，ｖ₂ ，ｖ₃ ，・・
・，ｖ₂ ，ｖ₃ ，ｖ₄ ，・・）となり、方式（２）の場
合、（ｖ₁ ，ｖ₁ , ・・ｖ₁ ，ｖ₂ ，ｖ₂ , ・・・，ｖ
₂ ，ｖ₃ , ・・）となる。それぞれのくり返し回数はサ
ブグループの数である。

【００４４】これらの関係は一般的に数３のように、ベ
クトルとマトリクスとからなる表式で書くことができ
る。

【００４５】

【数３】

【００４６】ベクトル（ｘ）、ベクトル（ｙ）、行列
（Ｓ）は以下のようなものである。列電極表示パターン
ベクトル（ｘ）＝（ｘ₁ ，ｘ₂ ，・・・，ｘ_M ）は、行
電極本数Ｍと同じ数の要素を持ち、特定の列電極上の行
電極に対応する表示パターンを要素とする。ここで、オ
フの場合が１、オンの場合が−１とする。列電極電圧シ
ーケンスベクトル（ｙ）＝（ｙ₁ ，ｙ₂ ，・・・，ｙ
_N ）は、１表示サイクル内に印加されるパルス数Ｎと同
じ数の要素を持ち、特定の列電極に対する電圧レベルを
１表示サイクル内で時系列で並べたものを要素とする。
行電極パルスシーケンス行列（Ｓ）は、Ｍ行Ｎ列の行列
であり、特定の列電極に対する行電極電圧レベルからな
る列ベクトルを１表示サイクル内で時系列で並べたもの
を要素とする。非選択の行電極に対応する要素は０とさ
れる。たとえば、方式（１）における行電極パルスシー
ケンス行列Ｓは、選択行列Ａの列ベクトルＡ_i 、ならび
にゼロベクトルＺ_e により数４のように書かれる。

【００４７】

【数４】

【００４８】以下は、１つの典型的な場合として、主に
方式（１）のシーケンスを採用した場合を例にとって本
発明を説明することにする。もちろん、方式（２）およ
び方式（３）のシーケンスを採用した場合も同様に考え
ることができる。

【００４９】方式（１）のシーケンスを採用した場合
は、行電極パルスシーケンス行列（Ｓ）は、極性反転す
る場合や最後のサブグループから最初のサブグループに
移る場合を除くと、選択行列（Ａ）を（Ａ）（Ａ）・・
（Ａ）のように、並べた行列を考えれば充分である。こ
れは、数２または数４に示したように、選択されるサブ
グループについて注目すると、Ａ₁ 、Ａ₂ ・・・、Ａ_K
に対応する電圧がが繰り返し印加されているためであ
る。

【００５０】つまり、方式（１）のシーケンスを採用す
るとすれば、どのような選択行列Ａ（Ｌ行Ｋ列）が採用
されるかによって、本発明の条件が満たされるかどうか
がほぼ決まることになる。すなわち、互いに直交な行成
分によってなる任意行列を適当に列成分を並び変えるこ
とによって適当な行列を選択すれば、好ましい列電極波
形を作ることができる。以下、どのような選択行列を採
用するのが良いかについて具体的に説明する。

【００５１】本発明によれば、時間軸（シーケンスを進
める順）における最大電圧変動幅という観点で最適な列
波形を選ぶための基準として行列（Ｓ）は数５によって
評価される。

【００５２】

【数５】

【００５３】ところで、すべての表示パターンでΔｙ_i
を一定値以下に抑えることが好ましいが、Δｙ_i は列電
極表示パターンベクトル（ｘ）に依存する値なので、こ
れは実際上難しい。たとえば、全面オンの表示と、市松
模様の表示とでは、Δｙ_i の値はまったく異なる。

【００５４】発明者らは、以下のような要因が各種クロ
ストークを支配する因子であることを見い出した。

【００５５】（１）選択行列の種類（２）選択パルスシーケンス（選択パルスの分散方式）（３）選択行列の行・列入れ替えベタ表示、動画など数多くのパターンでクロストークを
抑制するには、上記（１）〜（３）の条件を、適切に決
める必要がある。本発明では、上記（１）〜（３）の条
件を詳細に検討した結果、構成される行列Ｓによるデー
タ変換に着目し、表示品位向上、特にクロストークの抑
制を効果的に行うために、いかなる基準でＳが決定され
るべきか、すなわち、そのもととなる選択行列Ａと選択
パルスシーケンスが以下に決定されるべきかを見い出し
た。

【００５６】本発明では、基準となる列電極表示パター
ンベクトル（ｘ）として、（ｘ）＝（１，１，・・・，
１）（基準パターン１）ならびに（１，−１，１，−
１，・・・）（基準パターン２）の２種類を選ぶ。通常
の２値表示では、全オンもしくは全オフに近い状態（た
とえば、均一なベタパターン上に、ブロックまたはライ
ンの表示が存在するパターン）が支配的であり、階調表
示や動画表示では、はるかに空間周波数の高い表示状態
が支配的となる。これらの、空間周波数の全く異なるパ
ターンに関して、クロストークを低減するには、上記の
２つの基準ベクトルを用い、（１）〜（３）を決めるこ
とが重要であり、これにより画像の種類によらずクロス
トークの抑制された画像が提供できることが見い出され
た。

【００５７】一般に、上記の基準ベクトルに対して、Δ
ｙ_i ＋Δｙ_i ’＜１．４・Ｌ（これを以後、条件Ａとい
う）とすることにより、最大電圧変動差を実用可能な程
度に抑えることができる。特に好ましくは、Δｙ_i ＋Δ
ｙ_i ’≦Ｌ（これを以後、条件Ｂという）である。ここ
で、Δｙ_i は基準パターン１に対する変動差、Δｙ_i’
は基準パターン２に対する変動差を示す。

【００５８】次に、従来まで用いられてきたアダマール
関数を用いた列電極波形について調べる。ここで、選択
パルスシーケンスは方式（１）を例にとる。図５（ｃ）
は７行８列のアダマール行列であり、基準パターン１に
対しては、（ｘ）＝（１，１，・・・，１）に対し、
（ｙ）＝（７，−１，−１，・・，−１，７，−１，・
・・）となり、最大変位（Δｙ_i の最大）は８である。
また、基準パターン２に対しては、（ｘ）＝（１，−
１，１，−１・・・）に対し、（ｙ）＝（１，７，１，
−１，１，−１，１，−１，１，７，１，・・・）とな
り、最大変位（Δｙ_i の最大）は６である。一方、Ｌ＝
７なので条件Ａは、Δｙ_i ＋Δｙ_i ’＜９．８となる。
したがって、この場合、Δｙ_i ＋Δｙ_i ’＝１４であ
り、最大変位時に条件Ａは満足されない。すなわち、選
択行列として、アダマール行列を用いると、低周波の表
示パターンに対しても高周波の表示パターンに対しても
最大電圧変動は大きく、これが主に波形歪による実効値
減少をもたらすことになる。

【００５９】この場合の波形パターンは図２のようにな
る。図２は全オン表示のときの列電圧波形を任意単位で
示したものである。周期的に大きな電圧変動のあること
がわかる。

【００６０】２つの基準パターンは空間周波数的に全く
異なるものであるが、次のように最適な行列Ｓを決める
ことが可能である。まず基準となる選択行列（直交関
数）を作製する。この時の基準は、隣り合う列要素の符
号ができるだけ一致するように取ることが望ましい。こ
れは、隣り合う列同士の符号が一致する際にはカラム電
圧シーケンスに与えるパターン依存性が抑制されるため
である。このための条件としては、行列Ａの隣り合う列
同士（１と２、２と３、・・、Ｋと１）の同符号となる
要素の数の合計Ｆが、行列のサイズＬ×Ｋに対して、Ｆ≧Ｌ×Ｋ／２の関係を満たすことが望ましい。

【００６１】この条件により、最適化された４×４行列
の一例が図１である。この行列においては、基準パター
ン１に対しては全く同一のレベルをとり、基準パターン
２に対しては、＋２と−２の間で１回変動するだけの、
きわめて電圧変動の少ない列信号を生成する。本行列の
もう１つの特徴は、各行ベクトル内で符号の数が同等に
なっている点（上記の例では正が３、負が１）にある。
これは、同時に選択される行電極の組（サブグループ）
内の各ラインにおいて、位相だけが違う同一な選択波形
が送られることを意味しており、各ライン間に明暗のム
ラが発生することを根本的に抑制することができる。こ
れ以外の直交行列において、このように各行ベクトルの
シーケンスが位相の差のみであるようなものはなく、何
らかの補正によりライン間のムラの補正が必要であっ
た。本発明では、同時選択数を４とし、各行ベクトルの
要素の符号の個数の比を１：３（または３：１）とする
ことにより、各ラインが位相以外完全に等価な駆動が可
能となる。その具体例が上記の行列であり、その行入れ
替え、列入れ替え、行または列の極性反転などにより類
似の適した行列を得ることができる。

【００６２】Ｌ＝４であることのもう１つの特徴は、ベ
タの表示パターンに関して、電圧の変動を全くなくすこ
とができることにある。上記の行列では、それぞれの列
ベクトル中要素の符号の数が一致しているので、列信号
電圧は４つの列ベクトルすべてに共通となる。このすべ
ての列ベクトルに対して列電圧の変動がないことは、全
くこのベクトルシーケンスとは非同期に極性反転などの
操作が可能であることを意味している。他のディメンシ
ョンの直交行列を用いた場合、直交行列の列ベクトルご
とに列信号の電圧レベルが変動するために、送られる列
ベクトルのシーケンスに同期してしか極性反転をかける
ことができなかった。このことは、駆動のフレキシビリ
ティを著しく阻害し駆動を複雑なものにしかつ回路構成
も複雑なものとしていた。

【００６３】本発明では、非同期の極性反転が可能なた
め、簡単なカウンター機能だけで極性反転が行え、か
つ、極性反転の周期も非常に広い範囲で任意に選ぶこと
ができる。実際には、極性反転がすべてのサブグループ
で成立するための周期などの観点により、選択パルスの
３以上５０未満の奇数倍が望ましく、特には、３以上２
３以下の奇数とされる。偶数が好ましくないのは、Ｌ＝
４が偶数であり、各サブグループに１フレーム４回の選
択パルスが送られることと関連し、交流化駆動が損なわ
れる危険性が高いためである。特に望ましい反転周期と
しては、５、７、９、１１、１３、２３などがあげられ
る。

【００６４】極性反転と選択ベクトルシーケンスに関し
て、ＭとＬが適切な関係を満たしていることが重要であ
る。たとえば、行ライン数Ｍが２４０、Ｌ＝４では、２
４０／４＝６０となりサブグループは６０個となる。こ
の場合、極性反転周期を５パルスごととすると、６０／
５＝１２となり固定の場所で反転が起こり、かつ交流化
が成立しないこととなる。したがって、２４０ラインを
極性反転５パルスごとで駆動するには、仮想のラインを
加え、上記のような関係を崩すことが必要である。たと
えば、サブグループ数を６１（ライン数＝２４４）とし
て極性反転５パルスごとで行えばよい。

【００６５】必要な条件は、このように、サブグループ
数Ｎｓと極性反転周期（Ｒパルスごと）が、一方が一方
の約数ではないこと、であり、仮想ラインを加えるなど
してこの条件を達成することが必要である。もう一つの
必要条件は、ベクトルシーケンスと極性反転の周期が異
なること、が必要であり、極性反転周期Ｒは、４の倍数
であってなならない。

【００６６】本発明においては、直交行列系での改良と
は独立な方法で列信号波形の大きな電圧変動を押さえク
ロストークを低減することが可能である。これは、選択
列ベクトルを複数回連続して用いることにより達成され
る。すなわち、選択パルスシーケンスの（２）または
（３）を採用することになる。表示パターンが連続され
る（たとえばベタ表示や階調表示）は、表示上頻繁に存
在するが、これに対して、選択列ベクトルを複数回同一
のものを送ることによりその期間での電圧変動をなくす
ことが可能となる。言い換えれば、列信号波形の周波数
成分を低周波化することが可能となる。繰り返し回数を
Ｊとすると、一般に列信号波形の周波数は１／Ｊに低周
波化され、パターンに応じて信号波形の周波数が大きく
変動することが抑制される。これは、いかなる表示パタ
ーンに対してもクロストークを抑制できることを意味し
ている。また、繰り返し同一の選択列ベクトルを用いる
手法は、極性反転と組み合わせることによりいっそう効
果を発揮する。これは、２つの効果により波形の周波数
のパターン依存性を小さくできるからである。この際、
極性反転周期Ｒと、Ｊが同一、または一方が一方の約数
でないことが必要である。

【００６７】このような選択列ベクトルを連続して用い
るシーケンスは、特殊な用件を満たしていることが望ま
しい。上記の基準パターン１（ベタパターン）に対する
列電圧信号が大きく変動する場合、Ｊサブグループごと
に電圧変動が生じ、その変動の生じたサブグループで電
圧変動が起こり、表示の不均一性を生じる危険性があ
る。このためには、列信号電圧が基準パターン１に対し
変動しない選択行列と本シーケンスの組み合わせは、最
も適した組み合わせということができる。この意味で、
同時選択数を４とした本発明で、このようなシーケンス
を用いることは、クロストーク、横すじムラなど各種表
示不均一性の低減に大きな効果を発揮するものであり、
かつ、従来の全ライン駆動方式や同時選択数が７本の駆
動方式に比べて簡単な回路構成でそれを実現することが
できる。

【００６８】本発明のシーケンスに関しては、一般に、
以下の駆動シーケンス上の関係を満たすことが望まし
い。

【００６９】１）Ｊは、サブグループ数Ｎｓの約数であ
り、Ｎｓ／Ｊが奇数である。

【００７０】２）Ｎｓ／Ｒが奇数である。

【００７１】３）ＮｓはＪと等しくない。

【００７２】１）は、ベクトルシーケンスの連続性を保
つ条件であり、駆動上必須の要件ではないが、このよう
な構成にすることにより波形の連続性・周期性を達成で
きるとともに、駆動回路系を簡素化する事ができる。
２）、３）は、極性反転による交流化の条件であり、こ
れらの関係を満たすようにすることが表示品位、回路構
成上望ましい。

【００７３】例として、走査ライン数Ｍが２４０、およ
び３００のディスプレイを駆動する場合を例に適した組
み合わせの例を表１にあげる。

【００７４】

【表１】

【００７５】本発明における駆動法は、特開平６−２７
９０７、ＵＳＰ５２６２８８１に記載されているような
回路を用いて実現することが可能である。

【００７６】回路の構成の一例のブロック図を図６に示
した。これは、ＲＧＢそれぞれ１６階調表示を行うため
の回路である。データ信号を、１６階調の信号をＭＳＢ
からＬＳＢまで４ビットの信号としてデータ前処理回路
１に入力する。データ前処理回路１は後段の列信号形成
に適したフォーマットとタイミングで列信号発生回路２
に入力されるデータ信号を出力するための回路である。
列信号発生回路２には、データ前処理回路２から出力さ
れるデータ信号と直交関数発生回路５から出力される直
交関数信号とが入力される。

【００７７】列信号発生回路２は両信号を用いて所定の
演算を行い列信号を形成した後、列ドライバ３に出力す
る。列ドライバ３は所定の基準電圧を用いて、入力され
る列信号から液晶パネル６の列電極に印加する列電極電
圧を形成して液晶パネル６に出力する。一方、液晶パネ
ル６の行電極には、直交関数発生回路５から出力される
直交関数信号を行ドライバ４で変換した行電極電圧が印
加される。これらの回路は、必要に応じてタイミング回
路等を備え、所定のタイミングにコントロールされて動
作する。

【００７８】本発明で用いられている直交関数は、直交
関数発生回路５が発生する。直交関数発生回路５は、直
交関数信号発生のたびに演算を行い信号形成することも
できる。しかし、あらかじめ、使用する直交関数信号を
ＲＯＭに保存しておき、それを適当なタイミングで読み
出すほうが簡便性の点で好ましい。すなわち、液晶パネ
ル６への電圧印加タイミングを規定するパルスを計数
し、計数値をアドレス信号としてＲＯＭ内の直交関数信
号を順次読み出すようにする。直交関数発生器には極性
反転端子があり、その論理により極性を切り替える。直
交関数の極性切り替えにより同時に列信号も反転され
る。

【００７９】図７はデータ前処理回路の構成の一例を示
すブロック図である。データ前処理回路１では、入力デ
ータをフレーム変調の階調方式に対応した各色１ビット
データに変換しメモリ１２に格納する。メモリ１２とし
てはデータ幅１６ビットのＶＲＡＭを用いた。メモリ１
２への書き込みは直接アクセスモードを用いて以下のよ
うに行う。すなわち、同じ列電極に対応した行電極上の
データは、同時選択される４本の行電極について隣り合
う４個のアドレスに格納する。このようにすることによ
り、後段のメモリからの読み出しが高速に行えるととも
に、演算が容易になる。

【００８０】メモリ１２からの読み出しは高速な順次ア
クセスモードでＬＣＤの駆動タイミングに応じて行い、
４組のデータをデータフォーマット変換回路１６へ送
る。

【００８１】データフォーマット変換回路１６は、各階
調ごとに並列に送られたデータをＲＧＢごとの並列信号
に整理し直す回路であり、通常は、回路基板上で適宜の
配線を行うことにより足りる。

【００８２】図８は、列信号発生回路２の構成の一例を
示すブロック図である。データフォーマット変換回路１
６で変換されたデータは列信号発生回路２に送られる。
４ビットのデータ信号を排他的論理和ゲート２３、２
３、・・・に入力する。排他的論理和ゲート２３にはそ
れぞれ直交関数発生回路５からの信号も入力される。排
他的論理和ゲート２３の出力は加算器２１で同時選択さ
れる行電極について加算される。

【００８３】図９は、列ドライバ３の構成の一例を示す
ブロック図である。シフトレジスタ３１、ラッチ３２、
デコーダー３３、および電圧分割器３４からなってい
る。電圧レベル選別器３３としてはデマルチプレクサを
用い、１行分のデータをシフトレジスタ３１に送り込ん
だ段階で表示データの列電圧への変換を行う。

【００８４】図１０は、行ドライバ４の構成の一例を示
すブロック図である。駆動パターンレジスタ４１、選択
信号レジスタ４２、およびデコーダー４３からなる。選
択信号レジスタ４２の内容によって同時選択行が決めら
れ、駆動パターンレジスタ４１の内容によって選択され
た各行にどちらの極性の選択信号をを出力するかが決め
られる。非選択行は０Ｖが出力される。

【００８５】図６〜図１０は回路の一例として示したも
のであり、本発明の本質を損しない限り、さまざまな回
路の採用が可能である。

【００８６】

【実施例】図６〜図１０に示した回路を用いて、液晶表
示パネル７を以下の要領で駆動した。液晶表示パネルは
９．４インチのＶＧＡモジュール（画素数４８０×６４
０×３（ＲＧＢ））で背面バックライトを備える。液晶
表示パネルの応答時間は立ち上がりと立ち下がりとの平
均で６０ｍｓである。４本の行を同時選択するととも
に、サブグループごとの選択で、選択行列の列を１つ進
める方式（方式１）で駆動した。２画面駆動（上下分
割）を行ったので、サブグループの数は３５となった。
バイアスはコントラスト比がほぼ最大となるように調整
し、階調方式は空間変調フレームレートコントロールで
行った。

【００８７】表示のコントラスト比は４０：１、最大輝
度は１００ｃｄ／ｍ² となった。

【００８８】選択行列としては、図１に示した行列を用
いた。

【００８９】ベクトルシーケンスは、下の表２（１フレ
ーム）で示すように選択するサブグループと選択列ベク
トルを対応させた。選択列ベクトルの連続回数は４回と
した。

【００９０】

【表２】

【００９１】また、極性反転は行選択パルスが７パルス
印加されるごとに行って、駆動した。

【００９２】本実施例においては、均一な表示が得ら
れ、著しくクロストークが低減され、ウインドウズの画
面表示でビデオ表示をウインドウ表示した場合において
も、ほとんど気にならないレベルであった。

【００９３】

【発明の効果】本発明においては、複数ライン同時選択
法による液晶表示装置の駆動方法において、全画面がオ
ンまたはオフに近い状態で発生するクロストークととも
に、中間調表示におけるクロストークを低減することが
できる。また、特定のウインドウ内でビデオ表示を表示
する場合にも鮮明な画像が得られる。

【００９４】さらに、回路コストのわりにフレーム応答
抑制効果の高い液晶表示装置が得られる。

【００９５】また、直交行列系での改良とは独立な方法
で列信号波形の大きな電圧変動を押さえクロストークを
低減することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の駆動方法に適した選択行列を示す説明
図。

【図２】従来の駆動方法における全オン表示のときの列
電圧波形を示した波形図。

【図３】クロストークを説明するための概念図。

【図４】（ａ）〜（ｃ）はＭＬＳ法での電圧印加方法を
説明する概念図および波形図。

【図５】（ａ）〜（ｃ）はアダマール行列を示す説明
図。

【図６】本発明を実施するための回路の構成の一例を示
すブロック図。

【図７】データ前処理回路１を示すブロック図。

【図８】列信号発生回路２を示すブロック図。

【図９】列ドライバ３を示すブロック図。

【図１０】行ドライバ４を示すブロック図。

【符号の説明】

１：データ前処理回路２：列信号発生回路３：列ドライバ４：行ドライバ５：直交関数発生回路６：液晶パネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者桑田武志神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地旭硝子株式会社中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数（Ｍ本）の行電極と複数の列電極とを
有する画像表示装置の行電極を４本ずつのサブグループ
に分割し、そのサブグループを一括して選択し、４行４
列の選択直交行列（Ａ）選択列ベクトル（Ａ₁ ，Ａ₂ ，
Ａ₃ ，Ａ₄ ）を時系列で展開した信号に基づく電圧を行
電極に印加する画像表示装置の駆動方法であって、選択列ベクトルのシーケンスとしては、順次サブグループを選択し、対応させる選択列ベクトル
として、Ａ₁ ・・・Ａ₁ 、Ａ₂ ・・・Ａ₂ 、Ａ₃ ・・・Ａ₃ 、Ａ
₄ ・・・Ａ₄ 、Ａ₁ ・・・Ａ₁ 、Ａ₂ ・・・Ａ₂ 、Ａ₃
・・の繰り返しサイクルで各選択ベクトルをＪ回ずつ
（Ｊ≧２）繰り返し用い、選択列ベクトルの要素の符号に対応した選択パルスが選
択されているサブグループの各行に印加され、非選択状
態のサブグループの行には０電圧が印加され、すべてのサブグループに対し、１つの表示フレーム内で
Ａ₁ 、Ａ₂ 、Ａ₃ 、Ａ₄ 、のすべての選択列ベクトルに
対応する電圧が印加され、特定の列電極上の同時選択される行電極に対応する表示
パターン（オフが１、オンが−１）を要素とする列電極
表示パターンベクトル（ｘ）＝（ｘ₁ ，ｘ₂ ，ｘ₃ ，ｘ
₄ ）と、選択列ベクトル（Ａ_i:i=1,2,3,4 ）の内積ｙ_i ＝（ｘ₁ ，ｘ₂ ，ｘ₃ ，ｘ₄ ）Ａ_i に比例した電圧が列電極に印加されることを特徴とする
画像表示装置の駆動法。
【請求項２】選択列ベクトルの繰り返し回数Ｊが、２以
上Ｍ／２以下であることを特徴とする請求項１の画像表
示装置の駆動法。
【請求項３】４行４列の選択直交行列（Ａ）が、【数１】の行入れ替え、列入れ替え、および列もしくは行の極性
反転のうちの１つまたは２つ以上の動作を組み合わせる
ことにより作られる直交行列である請求項１または２記
載の画像表示装置の駆動法。
【請求項４】表示サイクルが完結する前に、行信号およ
び列信号の極性を反転することを特徴とする請求項１〜
３いずれか１項記載の画像表示装置の駆動法。
【請求項５】行および列信号の極性の反転が周期的に行
われ、その周期が、選択パルスをＮ回（Ｎは、３以上５
０未満の奇数）印加するごとであることを特徴とする請
求項４項記載の画像表示装置の駆動法。
【請求項６】階調表示方式として、空間変調をともなう
フレームレートコントロールまたはディザ方式を用いる
ことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の画像
表示装置の駆動法。
【請求項７】画像表示装置が液晶表示装置であることを
特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の画像表示装
置の駆動法。
【請求項８】画像表示装置の画面の少なくとも一部でビ
デオ表示を行うことを特徴とする請求項１〜７いずれか
１項記載の画像表示装置の駆動法。