JPH09197375A

JPH09197375A - 液晶表示装置の駆動方法

Info

Publication number: JPH09197375A
Application number: JP8006804A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Otani; 俊哉大谷; Kazuhiro Nakanishi; 一浩中西; Takeshi Okuno; 武志奥野; Masahito Matsunami; 将仁松浪
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 1997-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】単純マトリクス型の液晶表示装置の走査線を
同時に複数本選択する駆動方法において、各走査ライン
ごとに生じる透過率のバラツキを抑え、横筋を低減し
て、高画質化を図る。【解決手段】走査電極と信号電極とを具備した単純マ
トリクス型の液晶表示装置において、外部から入力され
る画像データ行列と、走査データ行列とを演算して信号
データ行列を発生させる。前記走査データ行列に対応す
る電圧を走査電極に印加し、前記信号データ行列に対応
する電圧を信号電極に印加する。前記走査データ行列と
して、各要素が「１」又は［−１」からなる直交行列を
用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単純マトリクス型
の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】近年、表示装置はマンマシンインターフ
ェイスとして不可欠であり、中でも液晶表示装置は薄
型、軽量、低消費電力、カラー化の面で優れている。そ
のうち単純マトリクス型の液晶表示装置は、価格等が妥
当な範囲にあり、幅広く使用されている。

【０００３】従来、単純マトリクス型の液晶表示装置
は、走査線を線順次走査する電圧平均化法により駆動が
行なわれている。しかし、この方法を、高速応答の液晶
パネルに用いると、フレーム応答によってオン輝度が低
くなり、コントラストが低下してしまう。

【０００４】そこで、かかるコントラストの低下を防止
すべく、線順次走査ではなく、走査線を複数同時に選択
する駆動方法が提案されている。液晶駆動を数学的に考
えると、下記（数１）のように表記することができる。

【０００５】

【数１】

【０００６】上記（数１）において、Ｘは画像データ行
列であり、オン状態が「−１」、オフ状態が「１」で表
される。また、Ｍは走査データ行列であり、選択状態が
「１」及び「−１」、非選択状態が「０」で表される。
そして、上記（数１）によって計算されるＹが信号デー
タ行列となる。但し、信号データ行列Ｙが画像データ行
列Ｘに比例した形となるためには、走査データ行列Ｍは
直交行列である必要がある。

【０００７】また、走査データ行列Ｍの各要素をｍ、画
像データ行列Ｘの各要素をｘ、信号データ行列Ｙの各要
素をｙとしたときの１フレーム内の（ｉ，ｊ）画素の信
号データｙ_ijは、下記（数２）のように表記される。

【０００８】

【数２】

【０００９】上記（数２）において、Ｎは画像データ行
列Ｘの全行数、ｔは時間である。また、信号データ行列
Ｙの１レベル当たりの電圧をＶ_b、ｋを定数としたと
き、１フレーム内の（ｉ，ｊ）画素への走査側電圧Ｖ_r
は、下記（数３）のように表記され、１フレーム内の
（ｉ，ｊ）画素への信号側電圧Ｖ_cは、下記（数４）の
ように表記される。

【００１０】

【数３】

【００１１】

【数４】

【００１２】上記各式に基づいて１フレーム内の（ｉ，
ｊ）画素への印加実効電圧Ｖ_ijを求めたものを下記（数
５）に示す。

【００１３】

【数５】

【００１４】上記（数５）において、Ｎは画像データ行
列Ｘの全行数、Ｓは走査データ行列Ｍの任意の行の
「０」以外の要素数（以下「同時選択本数」とい
う。）、ｔは時間である。上記（数５）より、画像デー
タ行列Ｘの全要素が「１」か「−１」であれば、下記
（数６）に示すようになる。

【００１５】

【数６】

【００１６】すなわち、上記（数５）の第３項が画像デ
ータ行列Ｘの全行数Ｎ（定数）となり、印加実効電圧Ｖ
_ijへの（ｉ，ｊ）画像データ行列の要素ｘ_ij依存は、上
記（数６）の第２項のみとなり、（ｉ，ｊ）画像データ
行列の各要素ｘ_ijに比例した実効電圧Ｖ_ijが印加され
る。

【００１７】以下に、上記した走査線を複数同時に選択
する液晶表示装置の駆動方法について説明する。ここで
は一例として、下記（数７）に示す１６行１６列の正規
形アダマール行列（同時選択本数Ｓ＝１６）を列方向に
ランダム反転したものを、１６次の単位行列でクロネッ
カー積展開することにより得られる下記（数８）に示す
２５６行２５６列の行列を走査データ行列Ｍとして用い
るものとする。

【００１８】

【数７】

【００１９】

【数８】

【００２０】図８に、上記（数１）を用いた液晶表示装
置の駆動方法を示す。図８に示すように、単純マトリク
ス型液晶表示装置６０には、液晶表示装置６０に信号デ
ータを印加する信号側駆動手段４０と、液晶表示装置６
０に走査データを印加する走査側駆動手段５０とが設け
られている。走査データ行列Ｍは、走査側駆動手段５０
に転送され、上記（数３）による電圧Ｖ_rに変換された
後、単純マトリクス型液晶表示装置６０に印加される。
また、信号データ行列Ｙは、信号側駆動手段４０に転送
され、上記（数４）による電圧Ｖ_cに変換された後、単
純マトリクス型液晶表示装置６０に印加される。これに
より、画像データ行列Ｘによって示される画像が単純マ
トリクス型液晶表示装置６０に表示される。

【００２１】次に、以上の演算方法を用いた走査線を複
数同時に選択する駆動方法に適する単純マトリクス型液
晶表示装置の駆動装置及びその動作について説明する。
図９は単純マトリクス型液晶駆動装置の回路構成を示す
ブロック図である。図９に示すように、単純マトリクス
型液晶駆動装置は、外部から入力された画像データを記
憶し、演算の順番と画像データを出力する画像データ処
理回路７０と、走査データを記憶しておく走査データメ
モリ８０と、走査データ行列Ｍの各要素を走査データメ
モリ８０から順番に読み出す走査データ読み出し回路８
１と、処理された画像データと走査データとを上記（数
１）に従って演算し、信号データを算出する演算回路９
０と、演算後の信号データを記憶し、表示の順番と信号
データを出力する信号データ処理回路１００と、信号デ
ータ処理回路１００から転送されてきた信号データに応
じた電圧を単純マトリクス型液晶表示装置１３０の信号
側電極に印加する信号側ドライバ１１０と、走査データ
メモリ８０から転送されてきた走査データに応じた電圧
を単純マトリクス型液晶表示装置１３０の走査側電極に
印加する走査側ドライバ１２０とにより構成されてい
る。

【００２２】外部から入力された画像データは、画像デ
ータ処理回路７０によって処理された後、走査データ読
み出し回路８１によって読み出された走査データメモリ
８０中の走査データと上記（数１）に従って演算回路９
０で演算される。これにより、信号データが算出され
る。この演算は、画像データ行列Ｘの２列目以降に対し
ても同様に行われる。信号データは、信号データ処理回
路１００で処理された後、信号側ドライバ１１０に転送
され、単純マトリクス型液晶表示装置１３０の信号側電
極に信号データに応じた電圧が印加される。一方、走査
データ読み出し回路８１によって読み出された走査デー
タメモリ８０中の走査データは、走査側ドライバ１２０
に転送され、単純マトリクス型液晶表示装置１３０の走
査側電極に走査データに応じた電圧が印加される。これ
により、外部から入力された画像が単純マトリクス型液
晶表示装置１３０に表示される。

【００２３】以上の駆動方法を用いれば、同時選択本数
（選択する走査線数）を増加させ、１フレーム内で各画
素に印加される実効電圧を分散させることにより、高速
液晶におけるフレーム応答を抑制して、コントラストを
向上させることができる。尚、この方法は、「ＡＣｏ
ｌｏｒＳＴＮ−ＬＣＤｗｉｔｈＩｍｐｒｏｖｅｄ
Ｃｏｎｔｒａｓｔ，Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ，ａｎ
ｄＲｅｓｐｏｎｓｅＴｉｍｅｓ，Ｓ．Ｉｈａｒａ
ｅｔｃ．ＳＩＤ′９２Ｄｉｇｅｓｔｐｐ．２３
２〜２３５」に詳細に記載されている。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記に示す従
来の走査データ行列を用いて液晶表示装置に画像を表示
させた場合には、走査側のライン間で透過率に差が生じ
る。図７に、上記（数８）に示す走査データ行列を用い
て全画面オン表示を行った場合の各走査ラインごとの隣
接間の透過率差を示す。図７において、１４０は走査側
ライン隣接番号軸であり、１は１、２走査ライン間、２
は２、３走査ライン間、１５は１５、１６走査ライン間
をそれぞれ示している。また、１５０は透過率差軸であ
る。このとき、表示を行った単純マトリクス型液晶表示
装置のドット数は６４０×４８０、走査側全ライン数は
４８０であるが、上記（数７）の行列が上記（数８）に
示すように繰り返されているため、図７に示す１ライン
から１６ラインの隣接間の透過率差が同様の順序で繰り
返されている。

【００２５】図７に示すように、各ライン間の透過率の
差は最大５．７％となっている。このため、表示画面に
横筋が顕著に発生し、表示品位が損なわれてしまうとい
う問題点があった。これは、走査側の印加電圧値が高
く、液晶への印加電圧が液晶の光学特性であるＴ−Ｖ特
性の非線形部分に達してしまう現象と、信号側の印加電
圧波形からの微分信号の影響によるものと考えられる。

【００２６】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するためになされたものであり、表示画面に発生する
横筋を低減し、表示品位を向上させることのできる単純
マトリクス型液晶表示装置の駆動方法を提供することを
目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る液晶表示装置の駆動方法は、外部から
入力される画像データ行列と、走査データ行列とを演算
して信号データ行列を発生させ、前記走査データ行列に
対応する電圧を走査電極に印加すると共に、前記信号デ
ータ行列に対応する電圧を信号電極に印加する液晶表示
装置の駆動方法であって、前記走査データ行列として、
各要素が「１」又は［−１」からなる直交行列を用いる
ことを特徴とする。

【００２８】また、前記本発明方法の構成においては、
走査データ行列として、正規形アダマール行列を用いる
のが好ましい。また、前記本発明方法の構成において
は、走査データ行列として、正規形アダマール行列の各
列間における「１」、「−１」の切り替わり回数差が同
様となるように、列単位で入れ替えた行列を用いるのが
好ましい。

【００２９】また、前記本発明方法の構成においては、
走査データ行列として、巡回形アダマール行列を用いる
のが好ましい。前記本発明方法の構成によれば、外部か
ら入力される画像データ行列と走査データ行列とを演算
して信号データ行列を発生させ、前記走査データ行列に
対応する電圧を走査電極に印加すると共に、前記信号デ
ータ行列に対応する電圧を信号電極に印加する液晶表示
装置の駆動方法であって、前記走査データ行列として、
各要素が「１」又は［−１」からなる直交行列を用いる
ことを特徴とすることにより、走査ラインを全数選択
し、走査側の印加電圧値を低減して、液晶の光学特性で
あるＴ−Ｖ特性の線形部分のみを用いることができるの
で、各走査側ライン間の透過率のバラツキを抑えること
ができる。その結果、表示画面に発生する横筋を低減し
て、表示品位を向上させることができる。

【００３０】また、前記本発明方法の構成において、走
査データ行列として、正規形アダマール行列を用いると
いう好ましい例によれば、走査データ行列が、各要素が
「１」又は［−１」からなる直交行列となるので、走査
ラインを全数選択し、走査側の印加電圧値を低減して、
液晶の光学特性であるＴ−Ｖ特性の線形部分のみ用いる
ことができる。

【００３１】また、前記本発明方法の構成において、走
査データ行列として、正規形アダマール行列の各列間に
おける「１」、「−１」の切り替わり回数差が同様とな
るように、列単位で入れ替えた行列を用いるという好ま
しい例によれば、走査ラインを全数選択し、走査側の印
加電圧値を低減して、液晶の光学特性であるＴ−Ｖ特性
の線形部分のみを用いることができると共に、走査側各
ライン間の周波数成分差による印加電圧値のバラツキを
も抑制することができるので、各走査側ライン間の透過
率のバラツキをさらに抑えることができる。その結果、
高画質化を図ることができる。

【００３２】また、前記本発明方法の構成において、走
査データ行列として、巡回形アダマール行列を用いると
いう好ましい例によれば、走査ラインを全数選択し、走
査側の印加電圧値を低減して、液晶の光学特性であるＴ
−Ｖ特性の線形部分のみを用いることができると共に、
走査側各ライン間の周波数成分差による印加電圧値のバ
ラツキをも抑制することができ、さらに、信号側の印加
電圧波形からの微分信号の影響を低減することができる
ので、各走査側ライン間の透過率のバラツキをより一層
抑えることができる。その結果、より高品位な画質を得
ることができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、実施例を用いて本発明をさ
らに具体的に説明する。〈第１の実施例〉図２に、本発明の第１の実施例におけ
る走査データ行列を示す。図２においては、「＋１」を
黒で、「−１」を白で表しており、１６０が時間軸方
向、１７０が走査ライン番号方向である。この走査デー
タ行列は、クロネッカー積展開によって構成された２５
６次の正規形アダマール行列を、各列単位でランダムに
符号反転したものである。

【００３４】この走査データ行列を用いて、図８に示す
従来と同様の演算及び駆動方法によって、ドット数６４
０×４８０の単純マトリクス型液晶表示装置に全画面オ
ン表示を行った。図８に示すように、単純マトリクス型
液晶表示装置６０には、液晶表示装置６０に信号データ
を印加する信号側駆動手段４０と、液晶表示装置６０に
走査データを印加する走査側駆動手段５０とが設けられ
ている。走査データ行列Ｍは、走査側駆動手段５０に転
送され、上記（数３）による電圧Ｖ_rに変換された後、
単純マトリクス型液晶表示装置６０に印加される。ま
た、信号データ行列Ｙは、信号側駆動手段４０に転送さ
れ、上記（数４）による電圧Ｖ_cに変換された後、単純
マトリクス型液晶表示装置６０に印加される。これによ
り、画像データ行列Ｘによって示される画像が単純マト
リクス型液晶表示装置６０に表示される。

【００３５】本実施例の単純マトリクス型液晶駆動装置
とその動作は、従来と同様である（図９）。図９に示す
ように、単純マトリクス型液晶駆動装置は、外部から入
力された画像データを処理する画像データ処理回路７０
と、走査データを記憶しておく走査データメモリ８０
と、走査データ行列Ｍの各要素を走査データメモリ８０
から順番に読み出す走査データ読み出し回路８１と、処
理された画像データと走査データとを上記（数１）に従
って演算し、信号データを算出する演算回路９０と、演
算後の信号データを処理する信号データ処理回路１００
と、信号データ処理回路１００から転送されてきた信号
データに応じた電圧を単純マトリクス型液晶表示装置１
３０の信号側電極に印加する信号側ドライバ１１０と、
走査データメモリ８０から転送されてきた走査データに
応じた電圧を単純マトリクス型液晶表示装置１３０の走
査側電極に印加する走査側ドライバ１２０とにより構成
されている。

【００３６】外部から入力された画像データは、画像デ
ータ処理回路７０によって処理された後、走査データ読
み出し回路８１によって読み出された走査データメモリ
８０中の走査データと上記（数１）に従って演算回路９
０で演算される。これにより、信号データが算出され
る。この演算は、画像データ行列Ｘの２列目以降に対し
ても同様に行われる。信号データは、信号データ処理回
路１００で処理された後、信号側ドライバ１１０に転送
され、単純マトリクス型液晶表示装置１３０の信号側電
極に信号データに応じた電圧が印加される。一方、走査
データ読み出し回路８１によって読み出された走査デー
タメモリ８０中の走査データは、走査側ドライバ１２０
に転送され、単純マトリクス型液晶表示装置１３０の走
査側電極に走査データに応じた電圧が印加される。これ
により、外部から入力された画像が単純マトリクス型液
晶表示装置１３０に表示される。

【００３７】以上の演算表示方法と装置とにより、全画
面オン表示を行ったときの各走査ラインごとの隣接間の
透過率差を図１に示す。図１において、１４０は走査ラ
イン隣接番号軸であり、１は１、２ライン間、２は２、
３ライン間、２３９は２３９、２４０ライン間をそれぞ
れ示している。また、１５０は透過率差軸である。図１
に示すように、各ライン間における透過率の差は最大
４．９８％であり、従来の５．７％に対して小さな値と
なっている。これは、走査データ行列として、各要素が
「１」又は「−１」からなる直交行列を用いていること
により、走査ラインを全数選択し、走査側の印加電圧値
を低減して、液晶の光学特性であるＴ−Ｖ特性の線形部
分のみを用いることができるからである。

【００３８】尚、本実施例においては、２５６次の正規
形アダマール行列を、各列単位でランダムに符号反転し
たものを走査データ行列として用いたが、他の任意の次
数の正規形アダマール行列を他の方法で符号反転したも
のを走査データ行列として用いても、同様の効果が得ら
れる。

【００３９】〈第２の実施例〉図４に、本発明の第２の
実施例における走査データ行列を示す。図４において
は、「＋１」を黒で、「−１」を白で表しており、１６
０が時間軸方向、１７０が走査ライン番号方向である。
この走査データ行列は、クロネッカー積展開によって構
成された２５６次の正規形アダマール行列を各列単位で
ランダムに符号反転したものを、各列間における
「１」、「−１」の切り替わり回数差がすべて１となる
ように列単位で入れ替えたものである。

【００４０】この走査データ行列を用いて、図８に示す
上記第１の実施例と同様の演算及び駆動方法によって、
ドット数６４０×４８０の単純マトリクス型液晶表示装
置に全画面オン表示を行った。

【００４１】本実施例の単純マトリクス型液晶駆動装置
とその動作は、上記第１の実施例と同様である（図
９）。以上の演算表示方法と装置とにより、全画面オン
表示を行ったときの各走査ラインごとの隣接間の透過率
差を図３に示す。図３において、１４０は走査ライン隣
接番号軸であり、１は１、２ライン間、２は２、３ライ
ン間、２３９は２３９、２４０ライン間をそれぞれ示し
ている。また、１５０は透過率差軸である。図３に示す
ように、各ライン間における透過率の差は最大２．５８
％であり、従来の５．７％よりも小さく、上記第１の実
施例の４．９８％に対してもさらに小さな値となってい
る。これは、走査データ行列として、上記第１の実施例
で用いた行列を、各列間における「１」、「−１」の切
り替わり回数差がすべて１となるように列単位で入れ替
えたものを用いることにより、走査ラインを全数選択
し、走査側の印加電圧値を低減して、液晶の光学特性で
あるＴ−Ｖ特性の線形部分のみを用いることができると
共に、走査側各ライン間の周波数成分差による印加電圧
値のバラツキをも抑制することができるからである。

【００４２】尚、本実施例においては、２５６次の正規
形アダマール行列を、各列単位でランダムに符号反転し
たものを、各列間における「１」、「−１」の切り替わ
り回数差がすべて１となるように列単位で入れ替えたも
のを走査データ行列として用いたが、他の任意の次数の
正規形アダマール行列を他の方法で符号反転したもの
を、各列間における「１」、「−１」の切り替わり回数
差が同様となるように、列単位で入れ替えたものを走査
データ行列として用いても、同様の効果が得られる。

【００４３】〈第３の実施例〉図６に、本発明の第３の
実施例における走査データ行列を示す。図６において
は、「＋１」を黒で、「−１」を白で表しており、１６
０が時間軸方向、１７０が走査ライン番号方向である。
この走査データ行列は、最大長系列符号によって構成さ
れた２５６次の巡回形アダマール行列を１列ごとに符号
反転したものである。

【００４４】この走査データ行列を用いて、図８に示す
上記第１の実施例と同様の演算及び駆動方法によって、
ドット数６４０×４８０の単純マトリクス型液晶表示装
置に全画面オン表示を行った。

【００４５】本実施例の単純マトリクス型液晶駆動装置
とその動作は、上記第１の実施例と同様である（図
９）。以上の演算表示方法と装置とにより、全画面オン
表示を行ったときの各走査ラインごとの隣接間の透過率
差を図５に示す。図５において、１４０は走査ライン隣
接番号軸であり、１は１、２ライン間、２は２、３ライ
ン間、２３９は２３９、２４０ライン間をそれぞれ示し
ている。また、１５０は透過率差軸である。図５に示す
ように、各ライン間における透過率の差は最大０．１４
％であり、従来の５．７％よりも小さく、上記第２の実
施例の２．５８％に対してもさらに小さな値となってい
る。これは、走査行列として、２５６次の巡回形アダマ
ール行列を１列ごとに符号反転したものを用いることに
より、走査ラインを全数選択し、走査側の印加電圧値を
低減して、液晶の光学特性であるＴ−Ｖ特性の線形部分
のみを用いることができると共に、走査側各ライン間の
周波数成分差による印加電圧値のバラツキをも抑制する
ことができ、さらに、信号側の印加電圧波形からの微分
信号の影響を低減することができるからである。

【００４６】尚、本実施例においては、２５６次の巡回
形アダマール行列を１列ごとに符号反転したものを走査
データ行列として用いたが、他の任意の次数の２５６次
の巡回形アダマール行列を他の方法で符号反転したもの
を走査データ行列として用いても、同様の効果が得られ
る。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
走査側の印加電圧値を低減して、液晶の光学特性である
Ｔ−Ｖ特性の線形部分のみを用いることができるので、
各走査側ライン間の透過率のバラツキを抑えることがで
きる。その結果、横筋の発生を抑えて、表示品位を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における各走査ラインご
との隣接間の透過率差を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施例における走査データ行列
を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施例における各走査ラインご
との隣接間の透過率差を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施例における走査データ行列
を示す図である。

【図５】本発明の第３の実施例における各走査ラインご
との隣接間の透過率差を示す図である。

【図６】本発明の第３の実施例における走査データ行列
を示す図である。

【図７】従来技術における各走査ラインごとの隣接間の
透過率差を示す図である。

【図８】液晶表示装置の駆動方法を示す図である。

【図９】単純マトリクス型液晶駆動装置の回路構成を示
すブロック図である。

【符号の説明】

４０信号側駆動手段５０走査側駆動手段６０単純マトリクス型液晶表示装置７０画像データ処理回路８０走査データメモリ８１走査データ読み出し回路９０演算回路１００信号データ処理回路１１０信号側ドライバ１２０走査側ドライバ１３０単純マトリクス型液晶表示装置１４０走査ライン隣接番号軸１５０透過率差軸１６０時間軸方向１７０走査ライン番号方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松浪将仁大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部から入力される画像データ行列と、
走査データ行列とを演算して信号データ行列を発生さ
せ、前記走査データ行列に対応する電圧を走査電極に印
加すると共に、前記信号データ行列に対応する電圧を信
号電極に印加する液晶表示装置の駆動方法であって、前
記走査データ行列として、各要素が「１」又は［−１」
からなる直交行列を用いることを特徴とする液晶表示装
置の駆動方法。
【請求項２】走査データ行列として、正規形アダマー
ル行列を用いる請求項１に記載の液晶表示装置の駆動方
法。
【請求項３】走査データ行列として、正規形アダマー
ル行列の各列間における「１」、「−１」の切り替わり
回数差が同様となるように、列単位で入れ替えた行列を
用いる請求項１に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項４】走査データ行列として、巡回形アダマー
ル行列を用いる請求項１に記載の液晶表示装置の駆動方
法。