JPH10104575A - Liquid crystal display - Google Patents
Liquid crystal displayInfo
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- JPH10104575A JPH10104575A JP26104296A JP26104296A JPH10104575A JP H10104575 A JPH10104575 A JP H10104575A JP 26104296 A JP26104296 A JP 26104296A JP 26104296 A JP26104296 A JP 26104296A JP H10104575 A JPH10104575 A JP H10104575A
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- liquid crystal
- voltage
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- display
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- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】複数ライン同時選択駆動法(MLA法)におけ
る表示を改善する。
【解決手段】N本(Nは200以上の整数)の行電極4
と複数の列電極5との間にε(垂直)<4.5、Δε=
3.5〜6.5の液晶層6(ツイスト角θ=100〜3
60°)が挟持され、行電極は4本ごとのサブグループ
に分割され、サブグループが同時選択され、4行4列の
選択直交行列(A)の選択列ベクトル(A1,A2,A
3,A4)を時系列で展開した信号に基づく行選択電圧
が行電極に印加され、画素に印加される電圧の実効値に
対して表示が行われる液晶表示装置。
【効果】MLA法の特性を損なうことなく低クロストー
クの高速・高コントラスト表示を可能とする。
(57) Abstract: [PROBLEMS] To improve display in a multiple line simultaneous selection driving method (MLA method). SOLUTION: N (N is an integer of 200 or more) row electrodes 4
(Vertical) <4.5, and Δε =
3.5-6.5 liquid crystal layer 6 (twist angle θ = 100-3
60 °), the row electrodes are divided into four sub-groups, the sub-groups are simultaneously selected, and the selected column vectors (A1, A2, A) of the 4-by-4 selected orthogonal matrix (A) are selected.
A liquid crystal display device in which a row selection voltage based on a signal obtained by developing (3, A4) in a time series is applied to a row electrode and an effective value of a voltage applied to a pixel is displayed. According to the present invention, high-speed, high-contrast display with low crosstalk can be achieved without impairing the characteristics of the MLA method.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はMLA法(複数ライ
ン同時選択駆動法の略である。特開平6−27907号
公報、US5262881明細書、又は特開平8−23
4164号公報等参照)によるマルチプレクス駆動を用
いた単純マトリクス型液晶表示装置の改良に関する。特
に、TFTと同等の高速・動画表示を行う超ねじれネマ
ティック(STN)型液晶表示装置の新規な構造につい
て説明を行う。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an MLA method (short for multiple line simultaneous selection driving method; Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-27907, US Pat. No. 5,262,881), or Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-23.
No. 4164, etc.) to improve a simple matrix type liquid crystal display device using multiplex driving. In particular, a novel structure of a super-twisted nematic (STN) type liquid crystal display device that performs high-speed and moving image display equivalent to a TFT will be described.
【0002】[0002]
【従来の技術】高度情報化時代の進展にともない情報表
示媒体の需要はますます高まっている。種々の用途、使
用に応じてさまざまな表示装置が用いられているが、液
晶表示装置は薄型、軽量、低消費電力など長所を有し、
半導体技術を用いた駆動回路との整合性もよく、さらに
広く普及すると考えられる。2. Description of the Related Art The demand for information display media is increasing with the progress of the advanced information age. Various display devices are used according to various applications and uses, but liquid crystal display devices have advantages such as thinness, light weight, and low power consumption.
It has good compatibility with drive circuits using semiconductor technology, and is expected to be more widely used.
【0003】現在、液晶表示装置のなかでも、STN型
液晶表示装置(以下、STNと略記する。)、及び薄膜
トランジスタを各画素に設けたアクティブマトリクス液
晶表示装置(以下、TFTと略記する。)が主流となっ
ている。両者を比較するとSTNはTFTに比べて製造
工程が簡素であり、一定の歩留と良好な生産性を安定し
て維持でき、また、コストパフォーマンスがよいことが
長所である。At present, among the liquid crystal display devices, there are an STN type liquid crystal display device (hereinafter abbreviated as STN) and an active matrix liquid crystal display device having a thin film transistor provided in each pixel (hereinafter abbreviated as TFT). It has become mainstream. Comparing the two, STN has the advantage that the manufacturing process is simpler than that of TFT, that a constant yield and good productivity can be stably maintained, and that cost performance is good.
【0004】近年、特に高密度情報端末の仕様に適合す
るため、液晶表示装置の画面の大型化、高精細化、大容
量表示、及び高速表示が求められるようになり、それを
実現するための探索が始まっている。[0004] In recent years, in order to meet the specifications of high-density information terminals in particular, the size of the screen of the liquid crystal display device, high definition, large-capacity display, and high-speed display have been demanded. The search has begun.
【0005】従来、STNで大容量表示をするためには
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1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、1順し
て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(以下、本発明では走査電極を行電極と呼び、デー
タ電極を列電極と呼ぶ)。Conventionally, line-sequential multiplex driving has been performed to perform large-capacity display in STN. In this method, each row electrode is sequentially selected one by one, and a column electrode is selected in correspondence with a pattern to be displayed. When all the row electrodes are selected in order, the display of one screen is completed (hereinafter, referred to as “one row electrode”). In the present invention, a scanning electrode is called a row electrode and a data electrode is called a column electrode.)
【0006】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。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、つまり高デ
ューティ条件での駆動になるほど大きくなる。However, in the line sequential driving method, a problem called a frame response occurs as the display capacity increases. In the line sequential driving method, a relatively large voltage is applied to the pixel when selected and a relatively small voltage is applied when not selected. Generally, this voltage ratio increases as the number of row lines increases, that is, as driving under a high duty condition.
【0007】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そのものに応答する
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が発生する。For this reason, when the voltage ratio is small, the liquid crystal responding to the effective voltage value responds to the applied waveform itself. In other words, the frame response has a large amplitude in the selection pulse, so that the transmittance at the time of OFF increases, and since the period of the selection pulse is long, the transmittance at the time of ON decreases. As a result, a phenomenon that causes a decrease in contrast occurs.
【0008】このフレーム応答の発生を抑制するため
に、用いるフレーム周波数を高くして選択パルスの周期
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、フレーム周波数を高くすると、印加波
形の周波数スペクトルが高くなり、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
が狭くなりすぎるのを防ぐことを目的として、フレーム
周波数を上げることは制限がある。In order to suppress the occurrence of the frame response, a method of increasing the frame frequency to be used and shortening the period of the selection pulse is known, but this has a serious drawback. In other words, when the frame frequency is increased, the frequency spectrum of the applied waveform is increased, causing non-uniform display and increasing power consumption. Therefore, there is a limit to increasing the frame frequency for the purpose of preventing the selection pulse width from becoming too narrow.
【0009】周波数スペクトルを高くせずに、フレーム
応答を解消することが重要となった。この問題を解決す
るために、複数の行電極(選択電極)を同時に選択する
上記のMLA法と呼ばれる駆動法が提案された。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。It has become important to eliminate the frame response without increasing the frequency spectrum. In order to solve this problem, a driving method called the above-mentioned MLA method for simultaneously selecting a plurality of row electrodes (selection electrodes) has been proposed. This method can simultaneously select a plurality of row electrodes and independently control the display pattern in the column direction, and can shorten the frame period while keeping the selection width constant. That is, high-contrast display with suppressed frame response can be performed.
【0010】MLA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
選択するこのMLA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。In the MLA method, a constant voltage pulse train is applied to each of the simultaneously applied row electrodes in order to independently control a column display pattern. In the MLA method of simultaneously selecting a plurality of lines, a voltage pulse is applied to a plurality of row electrodes at the same time. At this time, in order to simultaneously and independently control the display patterns in the column direction, it is necessary to apply pulse voltages having different polarities to the row electrodes.
【0011】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、全体として各画素にはオン、オフに応じた実効
電圧が印加される。A pulse having a polarity is applied to the row electrode several times, and a voltage corresponding to data is applied to the column electrode. Thus, an effective voltage corresponding to ON and OFF is applied to each pixel as a whole.
【0012】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)として表せる。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は同時選択行本数に対
応し、各行はそれぞれのラインに対応する。The selection pulse voltage group applied to each row electrode can be represented as a matrix of L rows and K columns (hereinafter, referred to as a selection matrix (A)). Since the selection pulse voltage sequence can be expressed as a group of vectors orthogonal to each other, a matrix including these as column elements is an orthogonal matrix. At this time, each row vector in the matrix is orthogonal to each other. The number L of rows corresponds to the number of simultaneously selected rows, and each row corresponds to each line.
【0013】例えば、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。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4に示す。図4(a)は4行4列のもの、
図4(b)は8行8列のもの、図4(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。For example, line 1 in L selection lines
, The element of the first row of the selection matrix (A) is applied, and the selection pulse is applied in order of the element of the first column and the element of the second column. In this specification, in the notation of the selection matrix (A), 1
Denotes a positive selection pulse, and -1 denotes a negative selection pulse. FIG. 4 shows a Hadamard matrix as a typical example of the selection matrix (A). FIG. 4 (a) shows a 4-row, 4-column structure.
FIG. 4B shows an 8-row, 8-column configuration, and FIG. 4C shows a 7-row, 8-column configuration excluding the first row of the 8-row, 8-column configuration.
【0014】列電極には、この行列の各列要素及び列表
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。A voltage level corresponding to each column element of the matrix and the column display pattern is applied to the column electrodes. That is, the column electrode voltage sequence is determined by the matrix that determines the row electrode voltage sequence and the display pattern.
【0015】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3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及び列電極jにおける表示データが図
3(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3(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
はオフ表示を表す。The sequence of the voltage waveform applied to the column electrode is determined as follows. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the concept. A Hadamard matrix of 4 rows and 4 columns will be described as an example. It is assumed that the display data on the column electrode i and the column electrode j are as shown in FIG. The column display pattern is represented as a vector (d) as shown in FIG. Here, when the column element is −1, it indicates ON display, and 1
Represents off display.
【0016】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3
(b)に示すベクトル(v)のようになり、その波形は
図3(c)のようになる。図3(c)において縦軸、横
軸はそれぞれ任意単位である。Assuming that the row electrode voltage is applied to the row electrodes sequentially in the order of the columns of the matrix, the column electrode voltage level is as shown in FIG.
The waveform becomes like a vector (v) shown in (b), and its waveform becomes like FIG. 3 (c). In FIG. 3C, the vertical and horizontal axes are arbitrary units.
【0017】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、例え
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。In the case of selecting a partial line, in order to suppress the frame response of the liquid crystal display device, it is preferable to apply voltages in a distributed manner within one display cycle. Specifically, for example, after the first element of the vector (v) for the first simultaneously selected row electrode group (hereinafter, referred to as a subgroup) is applied, the second simultaneously selected row electrode group is called a subgroup. The first element of the vector (v) for the row electrode group to be applied is applied, and the same sequence follows.
【0018】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。Therefore, the voltage pulse sequence actually applied to the column electrodes determines how the voltage pulses are dispersed in one display cycle, and what selection matrix for each of the simultaneously selected row electrode groups. It is determined by whether (A) is selected.
【0019】[0019]
【発明が解決しようとする課題】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、液晶表示装置
での表示上の問題となっている。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2のようなバー表
示をさせたときである。領域Cのバーの下の領域Bには
表示ムラが出現する。In the case of displaying a window pattern which is used very frequently recently, a phenomenon called crosstalk occurs, which is a display problem on a liquid crystal display device. The case where the influence of the crosstalk is most remarkable appears when the bar is displayed as shown in FIG. In the area B below the bar of the area C, display unevenness appears.
【0020】STNなどの単純マトリクスに通常用いら
れている液晶の誘電異方性はΔε>0である。したがっ
て、画素間に電圧が印加され、液晶分子が電界に平行に
なり、オン表示させられた場合、液晶の等価容量成分は
最大になる(ε(垂直)>ε(平行))。このとき、列
電極電圧波形は最も歪んだ状態になる。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。The dielectric anisotropy of a liquid crystal usually used for a simple matrix such as STN is Δε> 0. Therefore, when a voltage is applied between the pixels and the liquid crystal molecules become parallel to the electric field and the display is turned on, the equivalent capacitance component of the liquid crystal becomes maximum (ε (vertical)> ε (parallel)). At this time, the column electrode voltage waveform is in the most distorted state. That is, regardless of the same ON state, a luminance difference of region A <region B appears as display unevenness.
【0021】これは液晶に印加される実効電圧が領域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4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。This is because the effective voltage applied to the liquid crystal is in the region A
<Area B>. A display pattern such as a window display is a combination of the displays in FIG. 4 and is assumed to be used most frequently, and reducing display unevenness (crosstalk) is a major issue.
【0022】このクロストークの大きさは、バーの幅W
又は長さH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を大きくすると、領域Aと領域Bの輝
度差は減少する。またバーの長さHを大きくすると、領
域Aと領域Bの輝度差は増加する。The magnitude of this crosstalk is determined by the bar width W
Alternatively, the length H changes. When the width W of the bar of the display pattern is increased, the luminance difference between the area A and the area B decreases. When the length H of the bar is increased, the luminance difference between the area A and the area B increases.
【0023】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起因すると考えられる。
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。It is considered that these phenomena are caused by distortion of the column electrode waveform between the ON waveform and the OFF waveform.
In other words, the ON waveform is a waveform that is distorted to some extent, whereas the OFF waveform is a waveform that is almost ideal.
【0024】オン波形が歪む原因は主に二つある。一つ
は、液晶層を挟持するマトリクス電極を駆動する駆動回
路(以下、駆動系という)が、理想的な電源及び理想的
なドライバでは構成されていないことである。図2の表
示では大部分がオン状態なので大部分の列電極(WOFF
に相当する部分)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。There are mainly two causes of distortion of the ON waveform. One is that a driving circuit (hereinafter referred to as a driving system) for driving a matrix electrode sandwiching a liquid crystal layer is not constituted by an ideal power supply and an ideal driver. In the display of FIG. 2, most of the column electrodes (W OFF
), An ON waveform is output. At this time, in the drive system, a large load is applied to the voltage level for outputting the ON waveform among the column electrode voltage levels, which causes distortion.
【0025】もう一つは、液晶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、オン波形が多いと液晶パネル
内での波形は最も歪んだ状態となる。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。The other is the effect of the capacitance inside the liquid crystal panel. In the ON state, the capacitance of the liquid crystal connected in series to the column electrode is maximized. Therefore, if there are many ON waveforms, the waveform in the liquid crystal panel becomes the most distorted state. On the other hand, as the off waveform, a waveform close to the ideal is output. This is because the condition that the waveform is distorted compared to the ON waveform does not apply.
【0026】図2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。In FIG. 2, in the area A, only the column electrode waveforms that are substantially on are applied, but in the area B, both the on and off column electrode waveforms are applied. Therefore, area A
In the column voltage waveform of (1), only a very distorted waveform is output, whereas in the region B, the distortion of the column voltage as a whole is not so large as compared with the region A. Therefore, in the region B, the decrease in the effective voltage applied to the liquid crystal is small.
【0027】前述のように、MLA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、従来の
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。As described above, although the MLA method is a very effective method for suppressing a frame response, it has been found that display unevenness due to crosstalk is more noticeable than the conventional driving method.
【0028】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こと
に由来すると推察される。つまり、複数行を同時に選択
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の駆
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て大きい。This is presumed to be due to the fact that the row electrode voltage level is lower in the driving method for simultaneously selecting a plurality of rows than in the line sequential driving. That is, when a plurality of rows are selected at the same time, the bias ratio between the row electrode voltage and the column electrode voltage is reduced, and the effect of the column electrode voltage on the effective voltage is much greater than in the conventional driving method. As a result, if there is a waveform distortion in the column electrode voltage sequence, the influence of the waveform distortion on the display quality is greater than that of the conventional one.
【0029】実際には駆動系で使用される電源、最終段
でのドライブ能力は有限なので入力端では電圧波形は必
ず歪みを持ち、液晶パネルの電気インピーダンスは液晶
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。Actually, the power supply used in the driving system and the driving ability in the final stage are finite, so that the voltage waveform always has distortion at the input terminal, and the electric impedance of the liquid crystal panel is the series of the capacitance component of the liquid crystal itself and the electrode resistance. The voltage waveform to be output to the column electrode is considerably distorted and output because it is considered to be coupling. Therefore, when a plurality of rows are selected at the same time, display unevenness due to crosstalk may be conspicuous. This phenomenon becomes remarkable when the number L of row electrodes to be simultaneously selected is 5 or more.
【0030】もう一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
法との組合せなどが挙げられるが、フレームレートコン
トロール方式が液晶表示装置の駆動方法として、最も多
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。Another major problem is crosstalk in halftone display. The halftone display method includes a frame rate control method, an amplitude modulation method, a combination with a dither method, and the like. The frame rate control method is most frequently used as a driving method of a liquid crystal display device. At this time, in order to make the occurrence of flicker less noticeable, a combination with spatial modulation that spatially (between adjacent pixels) makes a phase difference and cancels flicker is often used.
【0031】この場合、2値表示を基本とするモノクロ
のべた表示とは異なり、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。In this case, unlike the monochrome solid display based on the binary display, the spatial frequency of the image may be extremely high for each frame. For this reason, crosstalk occurs and the quality of the image is degraded. Similarly, when the dither method is used, the spatial frequency is high and there is a problem of crosstalk.
【0032】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異な
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。Further, when displaying a moving image such as a video display, there is a problem of image deterioration. In a video display, unlike a basically geometric display such as a window, many spatially complicated displays (that is, high spatial frequencies) appear.
【0033】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生じてい
た。Therefore, in particular, when an attempt is made to display a video display in a specific window, there arises a problem that not only the quality of the video display itself is degraded due to the generated crosstalk but also the surrounding windows are affected. I was
【0034】ここで、液晶層の状態変化を利用して、表
示を実現する液晶表示装置、特にSTNなどの単純マト
リクス駆動方式において、負荷として作用する液晶層自
身の挙動に関し説明する。Here, the behavior of the liquid crystal layer itself acting as a load in a liquid crystal display device for realizing display utilizing the change in the state of the liquid crystal layer, particularly in a simple matrix drive system such as STN will be described.
【0035】液晶は上述したように、容量負荷と抵抗負
荷の直列結合として近似される。前者は液晶容量(オフ
時とオン時)、後者は電極抵抗によるものである。表示
面積、表示の解像度はこれらの負荷と強く関与し、面積
が大きくなると容量負荷の増大により高周波特性が悪化
し、波形歪みが増えクロストークは増大する。As described above, the liquid crystal is approximated as a series combination of a capacitive load and a resistive load. The former is due to the liquid crystal capacitance (at the time of off and on), and the latter is due to the electrode resistance. The display area and display resolution are strongly related to these loads. When the area is large, the high-frequency characteristics are deteriorated due to the increase in the capacitive load, the waveform distortion is increased, and the crosstalk is increased.
【0036】また、解像度が高くなると駆動の高周波成
分が増大することにより、こちらも、クロストークの増
大につながる。一般に、現実的に問題となるのは、対角
9インチサイズ以上、表示本数が200走査ライン以上
(2画面駆動の時は400ライン以上に対応)の場合で
ある。Also, when the resolution increases, the high frequency component of the drive increases, which also leads to an increase in crosstalk. Generally, a practical problem arises when the diagonal size is 9 inches or more and the number of display lines is 200 scan lines or more (corresponding to 400 lines or more when driving two screens).
【0037】また、解像度が高くなると、必要な行電圧
(振幅値)が増大するため、使用できる駆動用ドライバ
ー回路の実現性(主に、半導体IC技術における技術限
界、例えば耐圧、電流値、スイッチング速度、消費電力
など)から駆動電圧を下げる必要があり、クロストーク
条件はますます厳しくなる一方であった。In addition, as the resolution increases, the required row voltage (amplitude value) increases. Therefore, the feasibility of a drive driver circuit that can be used (mainly the technical limit in semiconductor IC technology, such as withstand voltage, current value, switching, etc.) Speed, power consumption, etc.), the drive voltage must be reduced, and the crosstalk condition has become increasingly severe.
【0038】そのため、透明電極の抵抗値の方を低下さ
せる手段が用いられてきたが、光学的に透明性を保った
まま電気抵抗値を下げることはかなり限界に近づいてき
ている。また、生産コスト上昇と性能のばらつきを引き
起こし、汎用品の製造に適さないことは明らかである。
次にMLA法に特有な表示の不良現象を説明する。For this reason, means for lowering the resistance value of the transparent electrode has been used, but reducing the electrical resistance value while maintaining optical transparency is approaching its limit. In addition, it is obvious that this causes an increase in production cost and a variation in performance, and is not suitable for manufacturing general-purpose products.
Next, a display failure phenomenon peculiar to the MLA method will be described.
【0039】MLA法においては、ゴーストと呼ばれる
特殊なクロストークが存在する。ゴーストとは、ある画
像がその近傍の場所にうっすらと表示されてしまう現象
であり、TVの電波障害によるゴーストと同様に二重像
となって見える。この原因を解明し、以下のような結論
を得た。In the MLA method, there is a special crosstalk called a ghost. A ghost is a phenomenon in which a certain image is slightly displayed at a location near the ghost, and appears as a double image like a ghost due to a radio wave interference of a TV. The cause was clarified and the following conclusions were obtained.
【0040】MLA法におけるゴーストは、選択(行)
波形の波形歪みに起因する。本来非選択期間であるべき
タイムインターバルに、選択波形がかかってしまうため
に生ずる現象であり、MLA法においては、複数(L
本)のラインが同時に選択されるために複数ライン分の
ゴーストが見え従来駆動法よりもゴーストが視認しやす
くなっている。Ghosts in the MLA method are selected (rows).
This is due to the waveform distortion of the waveform. This is a phenomenon that occurs because a selected waveform is applied to a time interval that should be a non-selection period. In the MLA method, a plurality of (L
Since the lines of (1) and (2) are selected at the same time, ghosts for a plurality of lines can be seen, and the ghosts are more easily recognized than in the conventional driving method.
【0041】従来の駆動法APT法でも同様のことが発
生しているが、行の選択が1ライン単位であるのでゴー
ストも1ライン分しか生じない。したがって、若干の像
のにじみ(すなわち解像度の低下)という程度に発現す
るだけなので、「二重像」には見えない。したがって、
APT法では、ゴーストはほぼ観察されないといっても
よい。Although the same phenomenon occurs in the conventional driving method APT, the ghost occurs only for one line because the row is selected in units of one line. Therefore, since it appears only to the extent of slight image blurring (that is, a decrease in resolution), it does not appear as a “double image”. Therefore,
In the APT method, it can be said that ghosts are hardly observed.
【0042】この課題を解決する一つの手段として、上
記の特開平8−234164号公報で、クロストークを
低減するMLAの駆動方法が提案された。直交行列を最
適化しパターンにより信号電圧波形が大きく変化するの
を抑制することによりクロストークの低減が達成可能で
あることが示された。As one means for solving this problem, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-234164 has proposed an MLA driving method for reducing crosstalk. It has been shown that crosstalk can be reduced by optimizing the orthogonal matrix and suppressing the signal voltage waveform from largely changing depending on the pattern.
【0043】しかし、最近の動画を含むマルティメディ
ア対応、パソコンのウインドウズ表示などのように、高
解像度で高品位の画像を提供する高度な表示システムを
構築するには、駆動系、液晶セル構造、液晶材料、回路
設計を統合したより高度な画質改善が必要であることが
わかった。However, in order to construct an advanced display system that provides high-resolution and high-quality images, such as multimedia support including recent moving pictures and Windows display on a personal computer, a drive system, a liquid crystal cell structure, and a liquid crystal display are required. It was found that higher image quality improvement by integrating materials and circuit design was necessary.
【0044】[0044]
【課題を解決するための手段】本発明は前述の問題点を
解決するもので、すなわち、請求項1の発明は、マトリ
クス状に配置されたN本(Nは200以上の整数)の行
電極と複数の列電極との間に液晶層が挟持された液晶セ
ルが備えられ、液晶層のツイスト角θは100〜360
°とされ、行電極はL本ごと(Lは2、3又は4)のサ
ブグループに分割され、そのサブグループが一括して選
択され、L行M列の選択直交行列(A)の選択列ベクト
ル(A1,A2,A3,A4)を時系列で展開した信号
に基づく行選択電圧が行電極に印加され、画素に印加さ
れる電圧の実効値に対して表示が行われ、液晶の誘電率
ε(垂直)<4.5、かつ、誘電率異方性Δε=3.5
〜6.5としたことを特徴とする液晶表示装置である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problem. That is, the present invention provides an N-row electrode (N is an integer of 200 or more) arranged in a matrix. And a plurality of column electrodes provided with a liquid crystal cell in which a liquid crystal layer is sandwiched. The twist angle θ of the liquid crystal layer is 100 to 360.
And the row electrodes are divided into L subgroups (L is 2, 3 or 4), the subgroups are selected collectively, and the selected columns of the selected orthogonal matrix (A) of L rows and M columns A row selection voltage based on a signal obtained by developing the vector (A1, A2, A3, A4) in time series is applied to the row electrode, and display is performed with respect to the effective value of the voltage applied to the pixel. ε (vertical) <4.5 and dielectric anisotropy Δε = 3.5
To 6.5, which is a liquid crystal display device.
【0045】また、請求項2の発明は、液晶セルのギャ
ップd=4〜6μm、ツイスト角θ=220〜260°
としたことを特徴とする請求項1の液晶表示装置であ
る。Further, according to the present invention, the gap d of the liquid crystal cell is 4 to 6 μm, and the twist angle θ is 220 to 260 °.
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein:
【0046】また、請求項3の発明は、行選択電圧なら
びに列電圧の極性が選択パルス幅のS倍の周期性を持っ
て反転される駆動方式が用いられ、式(1)の関係を満
たすことを特徴とする請求項1又は2の液晶表示装置で
ある。Further, the invention according to claim 3 employs a driving method in which the polarity of the row selection voltage and the column voltage is inverted with a periodicity of S times the selection pulse width, and satisfies the relationship of equation (1). 3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein:
【0047】[0047]
【数3】S<(N/L)*M*0.5 ・・・(1)S <(N / L) * M * 0.5 (1)
【0048】また、請求項4の発明は、行電圧の電圧振
幅Vr(pp)と列電圧の電圧振幅Vc(pp)が、式
(2)の関係を満たすことを特徴とする請求項1、2又
は3の液晶表示装置である。The invention according to claim 4 is characterized in that the voltage amplitude Vr (pp) of the row voltage and the voltage amplitude Vc (pp) of the column voltage satisfy the relationship of equation (2). 2 or 3 liquid crystal display devices.
【0049】[0049]
【数4】 N0.5 /L≦Vr/Vc(max)≦1.4*N0.5 /L ・・・(2)N 0.5 /L≦Vr/Vc(max)≦1.4*N 0.5 / L (2)
【0050】以下に、本発明の説明を行う。単純マトリ
クス駆動方式を採用した液晶表示装置において、各種の
クロストークの低減を図る場合、重要なのは、そのクロ
ストークというムラが生ずるときの、波形の特徴と、負
荷(液晶容量と電極抵抗など)、液晶への電流供給電源
等のパラメータである。それらが強く関与し、かつ互い
に相互作用して実際に画素に印加される電圧が決まると
いう点にある。Hereinafter, the present invention will be described. When trying to reduce various types of crosstalk in a liquid crystal display device employing a simple matrix driving method, it is important that the characteristics of the waveform, load (such as liquid crystal capacitance and electrode resistance), It is a parameter such as a current supply power supply to the liquid crystal. They are strongly involved and interact with each other to determine the voltage actually applied to the pixel.
【0051】なかでも、波形の特徴や、負荷の特徴によ
っては、外部の電流供給電源をいかに強化してもクロス
トーク低減が困難となる。この意味で、波形と負荷の関
係がクロストーク低減に関する本質的要素である。In particular, depending on the characteristics of the waveform and the characteristics of the load, it is difficult to reduce the crosstalk even if the external current supply power source is reinforced. In this sense, the relationship between the waveform and the load is an essential element for reducing crosstalk.
【0052】本発明においては、MLA法を用いた液晶
表示装置で高品位の画像を提供するために、MLA法の
波形を決定する要素と駆動系から見た場合の負荷として
作用する液晶セルとの総合的な最適構成を示す。In the present invention, in order to provide a high-quality image in a liquid crystal display device using the MLA method, a liquid crystal cell acting as a load when viewed from a driving system and an element for determining a waveform in the MLA method is provided. Shows the overall optimal configuration of
【0053】MLA法のクロストークに関与する波形の
特徴を考える場合、まず、同時選択数が重要となる。M
LA法においては、従来表示フレーム内で行ラインあた
り1つであった選択波形を複数回に分けて印加しそれに
対応するように列電圧を決定する。When considering the characteristics of the waveform involved in the crosstalk of the MLA method, first, the number of simultaneous selections is important. M
In the LA method, a selection waveform, which was conventionally one per row line in a display frame, is applied a plurality of times and a column voltage is determined so as to correspond thereto.
【0054】したがって、同時選択ライン数に応じて、
行、列の電圧バランスが変化し、クロストークの発生状
況が変化することとなる。まず、簡単な理解を促すた
め、オン波形とオフ波形の電圧比が理論的に最大となる
最適バイアスを条件として説明する。Therefore, according to the number of simultaneously selected lines,
The row and column voltage balance changes, and the crosstalk occurrence situation changes. First, in order to facilitate a simple understanding, a description will be given on the condition that an optimum bias at which the voltage ratio between the ON waveform and the OFF waveform is theoretically maximum is used.
【0055】液晶表示装置の中の液晶層は、一定のしき
い値電圧(Vth,rms)を持つ。これを、マルチプレ
クス駆動で供給する場合、最終的な行、列波形の合成に
よる実効電圧を考慮する必要がある。従来の線順次駆動
法であるAPT法の、列電圧Vcを1とおいたとき、M
LA法における行電圧Vr、列電圧Vcの最大値は、同
時選択数Lに対して、次の表1で与えられる。The liquid crystal layer in the liquid crystal display has a constant threshold voltage (V th , rms). When this is supplied by multiplex drive, it is necessary to consider the final effective voltage obtained by combining the row and column waveforms. When the column voltage Vc of the APT method which is a conventional line sequential driving method is set to 1, M
The maximum values of the row voltage Vr and the column voltage Vc in the LA method are given in Table 1 below with respect to the number L of simultaneous selections.
【0056】[0056]
【表1】 [Table 1]
【0057】ここで、Nは総選択ライン数であり、上述
したように最適バイアスの場合である。表1より明らか
なように、Lの増大につれ行電圧は低下し、列電圧は上
昇する。したがって、Lが変化すると行方向、列方向へ
発生するクロストークの種類により、その強度が変化す
ることになる。Here, N is the total number of selected lines, which is the case of the optimum bias as described above. As is clear from Table 1, as L increases, the row voltage decreases and the column voltage increases. Therefore, if L changes, the intensity changes depending on the type of crosstalk that occurs in the row direction and the column direction.
【0058】MLA法においては、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(Ai:i=1,2,3,4・・)の内積で
あるyi=(x1,x2,x3,x4・・)Aiに比例
した電圧が列電極に印加されるので、(x)のパターン
が電圧を直接的に決める重要な要素である。In the MLA method, a column electrode display pattern vector (x) = (x1) having a display pattern (off = 1, on-1) corresponding to a simultaneously selected row electrode on a specific column electrode. , X2, x3, x4...) And the inner product of the selected column vector (Ai: i = 1, 2, 3, 4,...), Ii = (x1, x2, x3, x4. Since a voltage is applied to the column electrodes, the (x) pattern is an important factor that directly determines the voltage.
【0059】本発明者は、このような波形の特徴を検討
し、液晶セルの負荷がどうあるべきか、駆動波形はどう
あるべきか、そのときの駆動系、主に実際の回路構成・
ドライバーなどへの影響がどうなるかなどを考慮し、そ
れらの最適構成を得るに至った。主要な因子のクロスト
ークなどへの影響を次の表2にまとめる。The present inventor has examined the characteristics of such waveforms, and determined what the load of the liquid crystal cell should be, what the drive waveform should be, the drive system at that time, mainly the actual circuit configuration and the like.
Taking into account the effects on the driver and other factors, the optimum configuration was obtained. Table 2 below summarizes the effects of the main factors on crosstalk and the like.
【0060】[0060]
【表2】 [Table 2]
【0061】表2の(1)、(2)は従来の液晶技術の
理論からいえば明らかに矛盾する。なぜならば、液晶の
駆動電圧は、液晶の誘電率異方性Δεに依存し、液晶の
電圧を下げるためには、誘電率異方性Δεを大きくする
必要があり、容量負荷の増大につながるからである。(1) and (2) in Table 2 clearly contradict from the theory of the conventional liquid crystal technology. This is because the driving voltage of the liquid crystal depends on the dielectric anisotropy Δε of the liquid crystal, and in order to lower the voltage of the liquid crystal, it is necessary to increase the dielectric anisotropy Δε, which leads to an increase in the capacitance load. It is.
【0062】これらより、MLA法の特徴を生かし、か
つクロストーク低減を達成できる構成を考察する。この
際、MLA法の駆動波形と負荷としての液晶セルの好ま
しい構成を同時に考える。表3に主要な因子を示す。Based on the above, a configuration that makes use of the features of the MLA method and can reduce the crosstalk will be considered. At this time, a drive waveform of the MLA method and a preferable configuration of the liquid crystal cell as a load are considered simultaneously. Table 3 shows the main factors.
【0063】[0063]
【表3】 [Table 3]
【0064】(3)と(4)とのトレードオフ関係は、
MLA法における駆動方式と液晶負荷に最適点が存在す
ることを意味している。本発明では、これらの関係を理
論的に考察し、ならびに実験的に検証し、以下のような
結論に達した。The trade-off relationship between (3) and (4) is
This means that there is an optimum point in the driving method and the liquid crystal load in the MLA method. In the present invention, these relationships were theoretically considered and experimentally verified, and the following conclusions were reached.
【0065】MLA法によりクロストーク低減は可能
で、それは次の表4の(a)(b)(c)の3つの条件
を満たす場合である。Crosstalk can be reduced by the MLA method when the following three conditions (a), (b), and (c) in Table 4 are satisfied.
【0066】[0066]
【表4】 [Table 4]
【0067】表4の(a)、(b)、(c)の基本構成
により、従来のSTNに比べて、3〜5割の容量負荷低
減となり、透明電極を著しく低抵抗化することなくクロ
ストーク全体が低減できるのである。The basic configuration shown in (a), (b), and (c) in Table 4 reduces the capacity load by 30 to 50% as compared with the conventional STN, and allows the transparent electrode to cross without significantly lowering its resistance. The whole talk can be reduced.
【0068】さらに、好ましくは、表4の(d)駆動波
形の極性反転周期Sを、1/2フレーム長以下とするこ
とが有効である。これは波形の周波数成分を中間的な周
波数領域に設定するためである。最後の条件は、S<
(N/L)*M*0.5 ・・・(1)の関係を満たす
こと意味する。Further, it is more effective to set the polarity inversion period S of the driving waveform (d) in Table 4 to a half frame length or less. This is for setting the frequency component of the waveform to an intermediate frequency region. The last condition is S <
(N / L) * M * 0.5 means satisfying the relationship of (1).
【0069】この構成は、特に高速応答を要求される場
合に有効である。高速応答を達成するには、液晶自体の
粘性を下げるとともに液晶に対する基板からの界面規制
力を強めて高速化するのが一般的であるが、この規制力
の増加は、すなわち、液晶セルのギャップを低減するこ
とであり、容量負荷の増大につながる。ギャップの低減
は駆動電圧そのものはほとんど変えないので、負荷の増
大にともなうクロストーク増加が非常に顕著になる。This configuration is effective particularly when a high-speed response is required. In order to achieve high-speed response, it is common to lower the viscosity of the liquid crystal itself and increase the interface regulation force from the substrate to the liquid crystal to increase the speed, but this increase in regulation force is due to the gap in the liquid crystal cell. , Which leads to an increase in capacity load. Since the reduction of the gap hardly changes the drive voltage itself, the increase in crosstalk with the increase in load becomes very noticeable.
【0070】本発明の構成では、本質的に電圧の絶対値
と負荷の大きさを最適化してあるので、このようにギャ
ップを低減し高速化するためのマージンが大きくとれ
る。例えば、他のパラメータが等しい場合、従来構成で
はギャップdが6.5μm、誘電率異方性Δε=9(ε
垂直=4)であったものを、MLA法を用いると、ギャ
ップdを4.5μm、誘電率異方性Δε=4.5(ε垂
直=4)と設定できる。In the configuration of the present invention, since the absolute value of the voltage and the magnitude of the load are essentially optimized, a large margin for reducing the gap and increasing the speed can be obtained. For example, when other parameters are equal, the gap d is 6.5 μm and the dielectric anisotropy Δε = 9 (ε
When the MLA method is used, the gap d can be set to 4.5 μm and the dielectric anisotropy Δε = 4.5 (ε vertical = 4).
【0071】したがって、負荷の低減(最大負荷は約6
%低下)と、最大電圧(行電圧)の低減(4ライン同時
選択の場合、約30%低下)と、高速化(応答時間を約
50%低下できる)の全てが同時に達成できる。Therefore, load reduction (maximum load is about 6
% Reduction), the reduction of the maximum voltage (row voltage) (about 30% reduction in the case of simultaneous selection of four lines), and the speeding up (the response time can be reduced by about 50%) can all be achieved at the same time.
【0072】特に、液晶セルのギャップdが4〜6μ
m、及びツイスト角θ=220〜260°の範囲におい
て、用いる液晶の物性値をε(垂直)≦4.5、Δε=
3.5〜6.5とすることが好ましい。さらには、Δε
=4.0〜6.0がより好ましい。In particular, the gap d of the liquid crystal cell is 4 to 6 μm.
m and the twist angle θ = 220 to 260 °, the physical properties of the liquid crystal used are ε (vertical) ≦ 4.5 and Δε =
It is preferable to be 3.5 to 6.5. Furthermore, Δε
= 4.0-6.0 is more preferable.
【0073】また、当然ながら、MLA法のコントラス
ト増大が同時に達成され、従来は、20:1〜30:1
程度であった、コントラスト比(オンとオフの輝度比)
は40:1以上が可能となった。In addition, naturally, the contrast of the MLA method is increased at the same time, and conventionally, the ratio is 20: 1 to 30: 1.
Contrast ratio (on / off luminance ratio)
Became possible at 40: 1 or more.
【0074】このように、MLA法の駆動波形と、それ
に適合した液晶表示素子の構成により、従来の駆動方式
と液晶表示素子構成の場合よりも、高コントラスト、高
速を達成したうえで、さらに、低クロストーク、電源最
大電圧の低減が達成される。このことは、低コスト、低
消費電力で従来よりも高品位の画像が提供できることを
示す。As described above, the driving waveform of the MLA method and the configuration of the liquid crystal display element adapted to the MLA method achieve higher contrast and higher speed than those of the conventional driving method and the liquid crystal display element configuration. Low crosstalk and reduction of the maximum power supply voltage are achieved. This indicates that high-quality images can be provided at low cost and with low power consumption.
【0075】本発明においては、上記のような負荷要件
を採用するため、従来とは異なるバイアス比での駆動が
可能となる。ここで、バイアス比とは、行電圧/列電圧
の最大値で定義され、既に述べた最適バイアスでは、
(N)0.5 /Lとなる。APT駆動法では、列電圧が極
端に高くなるため、一般にバイアス比は最適バイアスよ
り小さくして用いるのが普通であるが、MLA法ではそ
の波形の特徴より、むしろこの電圧比を最適バイアスよ
り大きくして使うことが好ましい。In the present invention, since the above load requirements are adopted, driving with a bias ratio different from the conventional one becomes possible. Here, the bias ratio is defined by the maximum value of the row voltage / the column voltage.
(N) 0.5 / L In the APT driving method, since the column voltage becomes extremely high, the bias ratio is generally set to be smaller than the optimum bias. However, in the MLA method, this voltage ratio is set to be larger than the optimum bias rather than the characteristic of the waveform. It is preferable to use it.
【0076】その理由は次の2点である。(1)APT
法ではフレーム応答があるのでバイアスは小さくした方
がコントラストが高いがMLA法では方式そのものでフ
レーム応答を抑制していること。(2)MLA法では行
電圧がAPT法よりも低いこと。The reasons are as follows. (1) APT
Since the method has a frame response, the smaller the bias, the higher the contrast, but the MLA method suppresses the frame response by the method itself. (2) The row voltage is lower in the MLA method than in the APT method.
【0077】したがって行電圧の電圧振幅Vrと列電圧
の最大電圧Vc(max)が、式(2)の関係を満たす
ことが本発明の液晶表示装置おいてより高品位な画像を
得るためのより好ましい条件である。Therefore, it is necessary that the voltage amplitude Vr of the row voltage and the maximum voltage Vc (max) of the column voltage satisfy the relationship of the expression (2) in order to obtain a higher quality image in the liquid crystal display device of the present invention. It is a preferable condition.
【0078】本発明の駆動法は、公知のMLA用の回路
を使って簡単に実現できる。例えば、階調方式としてF
RC(Frame Rate Control:フレー
ムレート コントロール)を用いる場合、空間変調FR
Cは、初段の多ビットデータをメモリに格納する前段に
いれて、FRC後の1ビット(1フレーム)データをメ
モリに格納し、それを順次読み出しMLA演算により列
電極電圧波形を計算してもよい。あるいは、多ビットデ
ータのままメモリに格納し、列電圧演算の前段で空間変
調FRCのテーブルとの参照により1ビットのFRCデ
ータとしてもよい。The driving method of the present invention can be easily realized by using a known MLA circuit. For example, as the gradation method, F
When RC (Frame Rate Control) is used, spatial modulation FR
C is in the stage before storing the first-stage multi-bit data in the memory, stores 1-bit (one frame) data after FRC in the memory, sequentially reads out the data, and calculates the column electrode voltage waveform by MLA operation. Good. Alternatively, the multi-bit data may be stored in the memory as it is, and may be converted into 1-bit FRC data by referring to the spatial modulation FRC table before the column voltage calculation.
【0079】空間変調デーブルは、ROMに格納して順
次読み出して用いればよいが、論理回路での構成も簡単
に実現できる。これらの回路により演算された列電圧波
形を複数の電圧レベルをもつ列信号ドライバーに入力し
液晶に電圧を印加することにより表示が達成される。The spatial modulation table may be stored in a ROM and read out sequentially for use. However, a configuration using a logic circuit can be easily realized. Display is achieved by inputting a column voltage waveform calculated by these circuits to a column signal driver having a plurality of voltage levels and applying a voltage to the liquid crystal.
【0080】なお、本発明の液晶表示装置の階調表示手
法としては、上記のFRC以外に、AM(Amplit
ude Modulation:振幅変調)、PWM
(Pulse Width Modulation)な
どの手法を使用できる。階調の表示時には、一般には駆
動波形が複雑化するためにクロストークが増大したり、
電圧の変動による階調のずれが発生したりするが、本発
明においてはクロストーク低減が達成されるために、階
調表示時にもその表示品位を損なうことなく細やかな階
調が実現できる。The gradation display method of the liquid crystal display device of the present invention is not limited to the above-mentioned FRC, but may be AM (Amplitude).
ude Modulation (amplitude modulation), PWM
(Pulse Width Modulation). When displaying gradation, crosstalk generally increases due to the complexity of the drive waveform,
Although a shift in gradation occurs due to a change in voltage, in the present invention, since crosstalk is reduced, fine gradation can be realized even during gradation display without deteriorating the display quality.
【0081】[0081]
(実施例1)VGA(640×480×3(RGB))
サイズのカラーSTNを上下2画面に分割し2画面駆動
とした。1画面の、行ラインは240であり、同時選択
数L=4(すなわちサブグループ数=60)でMLA法
の駆動を行った。表示画面のサイズは対角10.4イン
チサイズ、用いた透明電極はITOで、シート抵抗5Ω
のものであった。(Example 1) VGA (640 × 480 × 3 (RGB))
The color STN of the size is divided into upper and lower two screens to drive two screens. The number of row lines in one screen was 240, and the MLA method was driven with the number of simultaneous selections L = 4 (that is, the number of subgroups = 60). The size of the display screen is 10.4 inches diagonal, the transparent electrode used is ITO, and the sheet resistance is 5Ω.
It was.
【0082】液晶セルは、ギャップ4μm、液晶の誘電
率(垂直)が3.7、誘電率(平行)が9.0(誘電率
異方性Δε=5.3)であり、最大駆動電圧(Vr)は
約16Vであった。なお、バイアス比は、最適バイアス
条件の3.9とした。The liquid crystal cell has a gap of 4 μm, a dielectric constant (vertical) of the liquid crystal of 3.7, a dielectric constant (parallel) of 9.0 (dielectric anisotropy Δε = 5.3), and a maximum driving voltage (dielectric anisotropy Δε = 5.3). Vr) was about 16V. The bias ratio was 3.9, which is the optimum bias condition.
【0083】図1に本例の構成の説明図を示す。液晶セ
ルは表側偏光板、表側基板、行電極4、液晶層6、列電
極5を備えている。また、駆動系として、MLAコント
ローラ、外部インターフェースが備えられている。外部
からはTFTインターフェース信号が供給され、外部イ
ンターフェース、MLAコントローラ(データ変換など
を行う。また、FRC階調方式を採用した。)を経由
し、行駆動ドライバー、列駆動ドライバーに駆動信号が
与えられる。このようにして、MLA法による液晶表示
装置の駆動が行われる。MLA法の駆動方式で用いた直
交行列は、数5に示したものであり、階調表示はFRC
方式を用いた。FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of this embodiment. The liquid crystal cell includes a front polarizer, a front substrate, a row electrode 4, a liquid crystal layer 6, and a column electrode 5. Further, an MLA controller and an external interface are provided as a drive system. A TFT interface signal is supplied from outside, and a drive signal is supplied to a row drive driver and a column drive driver via an external interface and an MLA controller (which performs data conversion and the like, and employs an FRC gray scale method). . Thus, the liquid crystal display device is driven by the MLA method. The orthogonal matrix used in the driving method of the MLA method is shown in Expression 5, and the gray scale display is FRC
The method was used.
【0084】[0084]
【数5】 (Equation 5)
【0085】ウインドウズ上でビデオ表示を行ったとこ
ろ、フリッカー、クロストークのほとんど見られない、
繊細な階調表示が得られた。なお、フレーム周波数は1
20Hzとして駆動し、コントラスト比50:1、応答
時間(立ち上がり、立ち下がりの平均)は50msであ
った。When a video was displayed on Windows, almost no flicker or crosstalk was observed.
Delicate gradation display was obtained. The frame frequency is 1
Drive was performed at 20 Hz, the contrast ratio was 50: 1, and the response time (average of rising and falling) was 50 ms.
【0086】(実施例2)SVGA(800×600×
3(RGB))のカラーSTNを上下2画面に分割し2
画面駆動とした。1画面の、行ラインは300であり、
同時選択数L=4(すなわちサブグループ数=75)で
MLA駆動を行った。表示画面のサイズは対角12.1
インチサイズ、用いた透明電極はITOで、シート抵抗
4Ωのものであった。Example 2 SVGA (800 × 600 ×
3 (RGB)) color STN is divided into upper and lower two screens.
Screen drive. The line line of one screen is 300,
MLA driving was performed with the number of simultaneous selections L = 4 (that is, the number of subgroups = 75). Display screen size is 12.1 diagonal
The transparent electrode used was an inch size and had a sheet resistance of 4Ω.
【0087】用いた直交行列は数5に示したものであ
り、階調表示はFRC方式を用いた。液晶表示素子は、
ギャップ5μm、液晶の誘電率は垂直が3.5、水平が
8.5(Δε=5.0)であり、最大駆動電圧(Vr)
は約18Vであった。なお、バイアス比は(最適バイア
ス×1.2)の5.2とした。The orthogonal matrix used is shown in Expression 5, and the FRC method is used for gradation display. The liquid crystal display element
The gap is 5 μm, the permittivity of the liquid crystal is 3.5 for vertical and 8.5 for horizontal (Δε = 5.0), and the maximum driving voltage (Vr)
Was about 18V. The bias ratio was (optimal bias × 1.2) of 5.2.
【0088】ウインドウズ上でビデオ表示を行ったとこ
ろ、フリッカー、クロストークのほとんど見られない、
繊細な階調表示が得られた。なお、フレーム周波数は1
20Hzとして駆動し、コントラスト比50:1、応答
時間(立ち上がり、立ち下がりの平均)は65msであ
った。When a video was displayed on Windows, almost no flicker or crosstalk was observed.
Delicate gradation display was obtained. The frame frequency is 1
Drive was performed at 20 Hz, the contrast ratio was 50: 1, and the response time (average of rising and falling) was 65 ms.
【0089】(比較例)SVGA(800×600×3
(RGB))のカラーSTN表示素子を上下2画面に分
割し2画面駆動とした。1画面の行ラインは300であ
り、線順次駆動(APT)を行った。表示画面のサイズ
は対角12.1インチサイズ、用いた透明電極はITO
で、シート抵抗4Ωのものであった。階調表示はFRC
方式を用いた。Comparative Example SVGA (800 × 600 × 3)
(RGB)), the color STN display element was divided into upper and lower two screens, and two screens were driven. The number of row lines in one screen was 300, and line-sequential driving (APT) was performed. The size of the display screen is 12.1 inches diagonally, and the transparent electrode used is ITO
And a sheet resistance of 4Ω. Gray scale display is FRC
The method was used.
【0090】液晶表示素子は、ギャップ6μm、液晶の
誘電率は垂直が4.0、水平が13.0(Δε=9.
0)であり、最大駆動電圧(Vr)は約26Vであっ
た。なお、バイアス比は最適バイアスとした。The liquid crystal display element has a gap of 6 μm, and the liquid crystal has a dielectric constant of 4.0 for vertical and 13.0 for horizontal (Δε = 9.
0), and the maximum drive voltage (Vr) was about 26V. Note that the bias ratio was an optimum bias.
【0091】ウインドウズ上でビデオ表示を行ったとこ
ろ、フリッカーのほとんど見られない、繊細な階調表示
が得られたがクロストークのレベルは実施例2より悪い
レベルであった。なお、フレーム周波数は120Hzと
して駆動し、コントラスト比30:1、応答時間(立ち
上がり、たち下がりの平均)は150msでありビデオ
表示では強い残像が見られた。When video display was performed on Windows, delicate gradation display with almost no flicker was obtained, but the level of crosstalk was worse than that of the second embodiment. The frame frequency was driven at 120 Hz, the contrast ratio was 30: 1, the response time (average of rise and fall) was 150 ms, and a strong afterimage was seen in video display.
【0092】[0092]
【発明の効果】請求項1の発明は、複数ライン同時選択
法(MLA)と高速液晶表示素子の性能を完全に引き出
し、低クロストークの高速・高コントラスト表示を可能
とする。従来にない単純マトリクスでの動画・多階調表
示を可能とする。また、従来の駆動法に比して電源電圧
の低減なども達成できる。According to the first aspect of the present invention, the performance of a multiple line simultaneous selection method (MLA) and a high-speed liquid crystal display element is completely derived, and high-speed and high-contrast display with low crosstalk can be realized. This makes it possible to display moving images and multiple gradations using a simple matrix that has never existed before. In addition, the power supply voltage can be reduced as compared with the conventional driving method.
【0093】請求項2の発明では、特定の構成の液晶セ
ルにおいて、より高品位の表示を得ることができる。According to the second aspect of the invention, a higher quality display can be obtained in a liquid crystal cell having a specific configuration.
【0094】請求項3の発明では、容量負荷を低減せし
めることができ、透明電極を著しく低抵抗化することな
くクロストーク全体を低減できる。According to the third aspect of the invention, the capacitance load can be reduced, and the overall crosstalk can be reduced without significantly reducing the resistance of the transparent electrode.
【0095】請求項4の発明では、電源電圧系を複雑に
せず、かつ、駆動系を簡素化できる。According to the fourth aspect of the present invention, the power supply voltage system is not complicated, and the drive system can be simplified.
【0096】また、本発明はその効果を損しない範囲
で、他の液晶表示素子等に応用できる。The present invention can be applied to other liquid crystal display devices and the like as long as the effect is not impaired.
【図1】本発明の構成を示す説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of the present invention.
【図2】クロストークを説明するための概念図。FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining crosstalk.
【図3】(a)〜(c)はMLA法での電圧印加方法を
説明する概念図および波形図。FIGS. 3A to 3C are a conceptual diagram and a waveform diagram illustrating a voltage application method in the MLA method.
【図4】(a)〜(c)はアダマール行列を示す説明
図。FIGS. 4A to 4C are explanatory diagrams showing Hadamard matrices.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 麻子 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 (72)発明者 玉井 喜芳 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 (72)発明者 中沢 聡 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 (72)発明者 福井 毅 広島県三次市四拾貫町91番地 広島オプト 株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Asako Kubo 1150 Hazawa-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Central Research Laboratory of Asahi Glass Co., Ltd. Inside the Central Research Laboratory (72) Inventor Satoshi Nakazawa 1150 Hazawa-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Central Research Laboratory Asahi Glass Co., Ltd.
Claims (4)
0以上の整数)の行電極と複数の列電極との間に液晶層
が挟持された液晶セルが備えられ、液晶層のツイスト角
θは100〜360°とされ、行電極はL本ごと(Lは
2、3又は4)のサブグループに分割され、そのサブグ
ループが一括して選択され、L行M列の選択直交行列
(A)の選択列ベクトル(A1,A2,A3,A4)を
時系列で展開した信号に基づく行選択電圧が行電極に印
加され、画素に印加される電圧の実効値に対して表示が
行われ、液晶の誘電率ε(垂直)<4.5、かつ、誘電
率異方性Δε=3.5〜6.5としたことを特徴とする
液晶表示装置。1. N lines (N is 20) arranged in a matrix
A liquid crystal cell in which a liquid crystal layer is sandwiched between a row electrode having an integer of 0 or more and a plurality of column electrodes is provided. The twist angle θ of the liquid crystal layer is 100 to 360 °, and the number of row electrodes is L ( L is divided into 2, 3 or 4) subgroups, and the subgroups are collectively selected, and the selected column vector (A1, A2, A3, A4) of the selected orthogonal matrix (A) having L rows and M columns is selected. A row selection voltage based on the signal developed in time series is applied to the row electrode, display is performed on the effective value of the voltage applied to the pixel, the dielectric constant ε (vertical) of the liquid crystal <4.5, and A liquid crystal display device, wherein dielectric anisotropy Δε = 3.5 to 6.5.
スト角θ=220〜260°としたことを特徴とする請
求項1の液晶表示装置。2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the gap d of the liquid crystal cell is 4 to 6 μm and the twist angle θ is 220 to 260 °.
ルス幅のS倍の周期性を持って反転される駆動方式が用
いられ、式(1)の関係を満たすことを特徴とする請求
項1又は2の液晶表示装置。 【数1】S<(N/L)*M*0.5 ・・・(1)3. A driving method in which the polarity of a row selection voltage and a column voltage is inverted with a periodicity of S times the selection pulse width, and satisfies the relationship of equation (1). The liquid crystal display device of 1 or 2. S <(N / L) * M * 0.5 (1)
電圧振幅Vc(pp)が、式(2)の関係を満たすこと
を特徴とする請求項1、2又は3の液晶表示装置。 【数2】 N0.5 /L≦Vr/Vc(max)≦1.4*N0.5 /L ・・・(2)4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the voltage amplitude Vr (pp) of the row voltage and the voltage amplitude Vc (pp) of the column voltage satisfy a relationship represented by the following expression (2). . ## EQU2 ## N 0.5 /L≦Vr/Vc(max)≦1.4*N 0.5 / L (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26104296A JP3589811B2 (en) | 1996-10-01 | 1996-10-01 | Liquid crystal display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26104296A JP3589811B2 (en) | 1996-10-01 | 1996-10-01 | Liquid crystal display |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10104575A true JPH10104575A (en) | 1998-04-24 |
| JP3589811B2 JP3589811B2 (en) | 2004-11-17 |
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ID=17356254
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26104296A Expired - Fee Related JP3589811B2 (en) | 1996-10-01 | 1996-10-01 | Liquid crystal display |
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| JP (1) | JP3589811B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100870794B1 (en) | 2007-01-12 | 2008-11-27 | 리치테크 테크놀로지 코포레이션 | Driver of organic light emitting diode panel |
| KR101112564B1 (en) * | 2005-01-18 | 2012-03-13 | 삼성전자주식회사 | Liquid crystal display device |
-
1996
- 1996-10-01 JP JP26104296A patent/JP3589811B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101112564B1 (en) * | 2005-01-18 | 2012-03-13 | 삼성전자주식회사 | Liquid crystal display device |
| KR100870794B1 (en) | 2007-01-12 | 2008-11-27 | 리치테크 테크놀로지 코포레이션 | Driver of organic light emitting diode panel |
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| Publication number | Publication date |
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| JP3589811B2 (en) | 2004-11-17 |
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