JP3027533B2 - 単純マトリクス型液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents

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
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】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
行なわれていた。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。そこで、このよ
うなコントラストの低下を防止すべく、線順次走査では
なく、走査線を全ライン又は複数ライン同時に選択する
駆動方法が提案されている。

【０００３】以下、走査線を全ライン又は複数ライン同
時に選択する駆動方法について説明する。液晶駆動を数
学的に考えると、下記（数２）のように表記することが
できる。

【０００４】

【数２】

【０００５】上記（数２）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」又は「−１」、非選択状態が「０」で表される。
そして、上記（数１）に従ってＭとＸの行列積で演算し
たＹが信号データ行列となる。但し、信号データが画像
データに比例した形となるためには、走査データ行列Ｍ
は直交行列であることが必要である。

【０００６】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、１フレーム内の（ｉ，ｊ）画素の信
号データｙ_ijは下記（数３）のように表記することがで
きる。

【０００７】

【数３】

【０００８】上記（数３）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 、信号側電圧Ｖ_c はそれぞれ下記（数４）、（数
５）のように表記することができる。

【０００９】

【数４】

【００１０】

【数５】

【００１１】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
６）に示す。

【００１２】

【数６】

【００１３】上記（数６）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６）の第３項は、２
値表示の場合、すなわち画像データ行列Ｘの全要素が
「１」又は「−１」の場合、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への画像データ行
列Ｘの要素ｘ_ij依存は、上記（数６）の第２項のみとな
って、（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が印加されることになる。一方、階調表
示を行う場合には、画像データ行列Ｘの各要素ｘ_ijは
「−１」から「１」の範囲にあり、かつ、「１」又は
「−１」以外の値をとるので、上記（数６）の第３項は
もはや定数とはならず、印加実効電圧Ｖ_ijへの画像デー
タ行列Ｘの要素ｘ_ij依存は第２項及び第３項となる。こ
の場合、（ｉ，ｊ）画像データ行列の各要素ｘ_ijに比例
した実効電圧を印加するには、下記（数７）で表される
階調補正項を上記（数６）に挿入し、第３項が定数とな
るように階調補正を行うことが必要である。

【００１４】

【数７】

【００１５】以下に、一例として、上記従来の駆動方法
を用いてデューティ比１／２４０の液晶表示装置を駆動
する場合について説明する。図１１は従来の走査線を全
ライン又は複数ライン同時に選択する駆動方法における
階調表示演算方法の一例を示すものである。図１１にお
いて、６１は走査データ行列Ｍ、６２は画像データ行列
Ｘ、６３は信号データ行列Ｙ、６６は画像データ行列Ｘ
中の所定の要素に挿入された階調補正項を示している。
ここで、走査データ行列６１の行方向は時間を表し、列
方向は走査側ラインを示している。また、信号データ行
列６３の列方向は信号側ラインを示している。

【００１６】走査データ行列６１は、１６次のアダマー
ル行列（同時選択本数Ｓ＝１６）に例えば１６次の平方
剰余で算出した符号をかけて生成したランダム反転型ア
ダマール行列（下記（数８）参照）を種関数（Ｓ₁ 、Ｓ
₂ 、・・・・、Ｓ₁₈）６７とし、この種関数６７と１８
次の単位行列とのクロネッカー積展開によって２８８次
の走査データ行列６４が構成されている。また、この走
査データ行列６４は、液晶のパルス応答を低減するため
に、６５のように展開されている。

【００１７】

【数８】

【００１８】また、画像データ行列６２は、例えば２４
０行２列（Ｎ＝２４０）とし、階調補正項６６は、下記
（数９）によって７行ごとに計算され、画像データ行列
６２の１４行ごとに２行挿入されている。また、画像デ
ータ行列６２の２７５行目から２８６行目にはダミーデ
ータが挿入され、２８７行目、２８８行目には２７３行
目から２８６行目までの階調補正項６６が挿入されてい
る。これにより、全体として２８８行２列の画像データ
行列６２が構成されている。尚、階調補正項６６は、画
像データ行列６２の最終行に一括して挿入してもよい
が、この場合、特にＳ＝８又はＳ＝１６等の同時選択本
数では、信号側電極の電圧波高値が高くなり、消費電力
も大きくなってしまうので、階調補正項６６は分散させ
て挿入する方が好ましい。

【００１９】

【数９】

【００２０】また、画像データ行列６２の１列目の各要
素は、１行目から１４行目までが「０」であり、その他
はすべて「１」である。また、画像データ行列６２の２
列目の各要素は、１行目から１４行目までが「１」であ
り、その他はすべて「０」である。

【００２１】信号データ行列６３は、走査データ行列６
１と画像データ行列６２の行列積を演算することによっ
て求めることができる。尚、上記例では、走査データを
構成する種関数６７として同時選択本数Ｓ＝１６の行列
を用いているが、種関数６７は直交行列であればよい。
この例として、図１２に示すように、下記（数１０）で
示される２次の直交行列同士のクロネッカー積展開によ
って得られる２５６次のアダマール行列５１を用いた場
合を以下に示す。

【００２２】

【数１０】

【００２３】画像データ行列５２は、２４０行２列（Ｎ
＝２４０）とし、１列目の各要素は、１行目からＮ行目
までが「１」であり、（Ｎ＋１）行目から（Ｎ＋１５）
行目までにダミーデータとして「０」が挿入されてい
る。画像データ行列５２の２列目の各要素は、１行目か
らＮ行目までが「０」であり、（Ｎ＋１）行目から（Ｎ
＋１５）行目までにダミーデータとして「０」が挿入さ
れている。また、１列目、２列目とも、（Ｎ＋１６）行
目に画像データから上記（数６）によって得られる階調
補正項６が挿入されている。これにより、全体として２
５６行２列の画像データ行列５２が構成されている。階
調補正項６は、Ｎ＝２４０として上記（数６）より１列
目は「０」、２列目は「２４０^1/2 」となる。

【００２４】尚、図１２の例は、全ライン同時選択駆動
に相当するが、この場合でも、演算方法は同じである。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の駆
動方法を用いて、単純マトリクス型液晶表示装置の動画
像表示を行った場合には、画像の縦方向に、線状の尾引
きが生じる（以下「スプライシング」という。）。図１
３は、このスプライシングの様子を示したものである。
図１３において、１はＳＴＮ型液晶パネル、２はコラム
側液晶ドライバ、３はロウ側液晶ドライバ、４はＳＴＮ
型液晶パネル１の表示領域を示す。例えば、ある表示パ
ターン７の画像が横方向に移動したとき、表示パターン
７の移動に同期してその上下にスプライシング８が生じ
る。スプライシング８は、従来の単純マトリクス型液晶
表示装置の駆動方法として公知のＡＰＴ駆動方法を用い
た場合に生じるクロストークと同様の現象であるが、ク
ロストークが静止画像でも生じるのに対し、スプライシ
ング８は特に動画像表示において現れる。

【００２６】上記したスプライシング８が生じる主な原
因を図１４、図１５及び図１６を用いて説明する。スプ
ライシング８が生じる原因としては、液晶印加電圧の時
間的なパワー（実効値）の偏在が挙げられる。図１４
は、図１１に示した従来の駆動方法における全白パター
ン表示時のある画素における液晶印加電圧の累積実効値
の推移を示し、図１５は、図１２に示した従来の駆動方
法における全白パターン表示時のある画素における液晶
印加電圧の累積実効値の推移を示している。また、ここ
で、横軸は１フィールドに相当する時間、縦軸は１フィ
ールド期間に印加される実効値の累積値を表しており、
１フィールド期間で１００（％）の実効値が印加され
る。また、図１４、図１５中の直線は、理想の印加実効
値を示している。図１４、図１５から、１フィールド期
間中の印加実効値の偏在が観測される。また、図１６
は、図１１に示した従来駆動における表示パターンが全
白からウインドウパターンに切り替わる期間（１フィー
ルド期間）における液晶印加電圧の累積実効値の差を示
している。静止画像の場合、フィールドごとの表示パタ
ーンは同じであるため、上記累積実効値の差は観測され
ないが、動画像表示のように１フィールド目と２フィー
ルド目で表示パターンが変化する場合には、上記累積実
効値の差が液晶の光学応答に影響を与え、この輝度変化
がスプライシングとなって現れる。この場合、表示パタ
ーンの切り替わり時におけるパワーの時間的な偏在が大
きい程、スプライシングが大きくなると考えられる。

【００２７】パワーの時間的な偏在が生じるのは、従来
駆動が上記階調補正項によって本来目的とする液晶駆動
電圧の実効値を得るために１フィールドの期間を要する
からである。このため、従来の駆動方法を用いて動画像
を表示すると、スプライシングの影響によって表示品位
が大きく低下してしまう。

【００２８】次に、上記問題とは別に、従来の直交行列
を用いて走査データ行列を構成した場合に生じる他の問
題について図１７を用いて説明する。簡単のために、モ
デルとして、下記（数１１）に示す８次の正規型アダマ
ール行列６７を考える。

【００２９】

【数１１】

【００３０】上記（数１１）に示す行列においては、６
８に示すように、１行１列が「１」のみで構成されてい
る。ここで、「行方向が時間を、列方向が走査側のライ
ン数を表す」とおいた場合、走査側の電極には６９に示
すような波形が印加される。この場合、行列要素のＯＡ
用表示でよく出てくる特定のパターン、特にベタ表示等
を表示する際、「１」又は「−１」のみで構成されてい
る列に対応する走査側電極には、他のラインと比較し
て、印加波形の周波数成分としてＤＣ成分に相当する電
圧が印加されることになるので、他のラインとの液晶の
光学応答の差が大きくなる。その結果、そのラインに輝
度むらが生じる（以下「横筋」という。）。

【００３１】また、上記横筋は、走査データ行列として
８次の正規型アダマール行列６７を用いた場合のみなら
ず、例えば、上記（数１０）を種関数として得られるア
ダマール行列、あるいは上記（数９）の２次の直交行列
同士のクロネッカー積展開によって得られる高次の正規
型アダマール行列や巡回型アダマール行列など、別の方
法を用いて構成された直交行列からなる走査データ行列
及び走査データ行列を構成する種関数において、「１」
又は「−１］のみで構成されている列が存在する場合に
も現われる。

【００３２】また、上記横筋は、走査側電極にＤＣ成分
に相当する電圧が印加された場合だけではなく、隣り合
う走査側電極間で印加される駆動波形の周波数成分が大
きく変化した場合にも観測される。

【００３３】このため、上記従来の駆動方法を用いて単
純マトリクス型液晶表示装置を駆動した場合には、横筋
の影響によって表示品位が大きく低下してしまう。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、スプライシング又は横筋を低減して高
品位な表示を行う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。

【００３４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
方法の第１の構成は、外部から入力された画像データを
記憶するための画像データ記憶手段と、前記画像データ
記憶手段から画像データ行列の特定の列の各要素を読み
出すための画像データ読み出し手段と、読み出された画
像データから階調補正項を算出するための階調補正手段
と、予め走査データを記憶しておくための走査データ記
憶手段と、前記走査データ記憶手段から特定の走査デー
タを読み出すための走査データ読み出し手段と、前記画
像データ記憶手段から読み出された特定の列の画像デー
タと前記走査データ記憶手段から読み出された走査デー
タと前記階調補正手段によって算出された階調補正項と
に基づいて信号データ行列を演算するための演算手段と
を具備し、振幅変調によって階調表示を行う単純マトリ
クス型液晶表示装置の駆動方法であって、読み出された
１つの画像データを前記階調補正手段によって演算され
た２つの画像データに分割し、分割されたそれぞれの画
像データと前記走査データとから信号データを演算し、
かつ、このとき単純マトリクス型液晶表示装置に印加す
る列信号のパルス幅を行信号のパルス幅の２分の１とす
ることにより、１ラインに相当する期間を２等分したそ
れぞれの期間で画像（階調）データの階調補正を行うこ
とを特徴とする。

【００３５】また、前記本発明方法の第１の構成におい
ては、走査データを構成する走査データ行列が、１ライ
ン分に相当する期間において全ラインを同時に選択する
走査データ行列であるのが好ましい。

【００３６】また、前記本発明方法の第１の構成におい
ては、走査データを構成する走査データ行列が、１ライ
ン分に相当する期間において複数ラインを同時に選択す
る走査データ行列であるのが好ましい。

【００３７】また、本発明に係る単純マトリクス型液晶
表示装置の駆動方法の第２の構成は、外部から入力され
た画像データを記憶するための画像データ記憶手段と、
前記画像データ記憶手段から画像データ行列の特定の列
の各要素を読み出すための画像データ読み出し手段と、
読み出された画像データから階調補正項を算出するため
の階調補正手段と、予め走査データを記憶しておくため
の走査データ記憶手段と、前記走査データ記憶手段から
特定の走査データを読み出すための走査データ読み出し
手段と、前記画像データ記憶手段から読み出された特定
の列の画像データと前記走査データ記憶手段から読み出
された走査データと前記階調補正手段によって算出され
た階調補正項とに基づいて信号データ行列を演算するた
めの演算手段とを具備した単純マトリクス型液晶表示装
置の駆動方法であって、走査データを構成する走査デー
タ行列は、各要素が「１」又は「−１」からなる直交行
列であり、「１」及び「−１」のうちいずれか１つの値
の要素のみで構成される列成分を、実際に液晶表示に用
いる列成分の領域外に配置することを特徴とする。

【００３８】また、前記本発明方法の第２の構成におい
ては、走査データ行列は、各要素が「１」又は「−１」
からなるＳ次の直交行列（同時選択本数）とｉ次の単位
行列とのクロネッカー積展開によって得られるｎ次の走
査データ行列であり、前記Ｓ次の直交行列は、「１」及
び「−１」のうちいずれか１つの値の要素のみで構成さ
れる列成分が実際に液晶表示に用いる列成分の領域外に
配置されるのが好ましい。また、この場合には、表示す
る画像データの数Ｎと、同時選択本数Ｓと、走査データ
行列の次数ｎとの間に上記（数１）の関係が成立するの
が好ましい。

【００３９】前記本発明方法の第１の構成によれば、読
み出された１つの画像データを階調補正手段によって演
算された２つの画像データに分割し、分割されたそれぞ
れの画像データと走査データとから信号データを演算
し、かつ、このとき単純マトリクス型液晶表示装置に印
加する列信号のパルス幅を行信号のパルス幅の２分の１
とすることにより、１ラインに相当する期間を２等分し
たそれぞれの期間で画像（階調）データの階調補正を行
うようにしたので、１ライン期間で１つの画像（階調）
データの補正を完結することができる。その結果、階調
表示時における１フレーム中の印加実効電圧の時間的な
パワーの偏在が低減されるので、動画表示時に生じてい
たスプライシングの低減された高品位な表示が得られ
る。

【００４０】また、前記本発明方法の第１の構成におい
て、走査データを構成する走査データ行列が、１ライン
分に相当する期間において全ラインを同時に選択する走
査データ行列であるという好ましい例によれば、フレー
ム応答によってオン輝度が低下することはないので、コ
ントラストの低下を防止することができる。

【００４１】また、前記本発明方法の第１の構成におい
て、走査データを構成する走査データ行列が、１ライン
分に相当する期間において複数ラインを同時に選択する
走査データ行列であるという好ましい例によれば、フレ
ーム応答によってオン輝度が低下することはないので、
コントラストの低下を防止することができる。

【００４２】前記本発明方法の第２の構成によれば、走
査データを構成する走査データ行列は、各要素が「１」
又は「−１」からなる直交行列であり、「１」及び「−
１」のうちいずれか１つの値の要素のみで構成される列
成分を、実際に液晶表示に用いる列成分の領域外に配置
することを特徴とするので、単純マトリクス型液晶表示
装置の液晶パネル上の走査電極にＤＣ成分に相当する駆
動波形が印加されることはない。その結果、ＯＡ用表示
でよく出てくる特定のパターン、特にベタ表示等を表示
する際にも、他のラインとの液晶の光学応答の差が生じ
ることはないので、従来の駆動方法を用いた場合に観測
されていた横筋が低減される。

【００４３】また、前記本発明方法の第２の構成におい
て、走査データ行列は、各要素が「１」又は「−１」か
らなるＳ次の直交行列（同時選択本数）とｉ次の単位行
列とのクロネッカー積展開によって得られるｎ次の走査
データ行列であり、前記Ｓ次の直交行列は、「１」及び
「−１」のうちいずれか１つの値の要素のみで構成され
る列成分が実際に液晶表示に用いる列成分の領域外に配
置されるという好ましい例によれば、単純マトリクス型
液晶表示装置の液晶パネル上の走査電極にＤＣ成分に相
当する駆動波形が印加されることはない。その結果、Ｏ
Ａ用表示でよく出てくる特定のパターン、特にベタ表示
等を表示する際にも、他のラインとの液晶の光学応答の
差が生じることはないので、従来の駆動方法を用いた場
合に観測されていた横筋が低減される。また、この場
合、表示する画像データの数Ｎと、同時選択本数Ｓと、
走査データ行列の次数ｎとの間に上記（数１）の関係が
成立するという好ましい例によれば、Ｓ次の直交行列中
に存在するＮ／Ｓ個の「１」又は「−１」のみからなる
成分のすべてを、実際に液晶表示に用いる列成分の領域
外に配置することができ、横筋を低減することができ
る。

【００４４】

【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〉まず、本発明の単純マトリクス型液晶
表示装置の駆動方法の好適な第１の実施例について、数
式及び図面を参照しながら説明する。

【００４５】図１は本発明のデューティ比１／２４０
（Ｎ＝２４０）の単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
方法の第１の実施例における走査線を全ライン同時に選
択する階調表示演算方法の一例を示している。

【００４６】図１において、１１は走査データ行列Ｍで
あり、例えば２５６次のランダム反転アダマール行列が
用いられる。また、１２は画像データ行列Ｘであり、こ
こでは２４０行２列（Ｎ＝２４０から）とし、１列目の
各要素は、１行目からＮ行目までが「１」であり、（Ｎ
＋１）行目から（Ｎ＋１６）行目までにダミーデータと
して例えば「０」が挿入されている。画像データ行列１
２の２列目の各要素は、１行目からＮ行目までが「０」
であり、（Ｎ＋１）行目から（Ｎ＋１６）行目までにダ
ミーデータとして「０」が挿入されている。これによ
り、全体として２５６行２列の画像データ行列１２が構
成されている。

【００４７】本実施例において、画像データ行列１２の
各要素Ｘ_i （ｉ＝１〜２５６）は、下記（数１２）に示
す階調補正手段を用いて２つの画像データ行列１３、１
４に分割される。

【００４８】

【数１２】

【００４９】以下、上記（数１２）について簡単に説明
する。上記（数１２）は、振幅変調を用いて階調表示を
行うときの１ライン期間に相当する画像データＸ_i をそ
れぞれＸ_ia及びＸ_ibに分割したものであり、それぞれの
画像データＸ_ia及びＸ_ibは下記（数１３）及び（数１
４）から求められる。

【００５０】

【数１３】

【００５１】

【数１４】

【００５２】上記（数１３）は、１ライン分に相当する
期間を２等分したそれぞれの期間に画像データＸ_ia及び
Ｘ_ibを入力することを意味しており、上記（数１４）
は、１ライン期間中に印加されるＸ_iaとＸ_ibの実効値が
常に一定の値Ｃとなるように決定されることを意味して
いる。従って、１つの画像（階調）データは、１ライン
分に相当する走査データの出力期間を２等分したそれぞ
れの期間に、上記（数１２）に示す階調補正手段によっ
て階調補正された値となって読み込まれるので、１ライ
ン期間で１つの画像（階調）データの補正を完結するこ
とができる。

【００５３】このようにして得られた２つの画像データ
行列１３、１４と、走査データ行列（Ｍ）１１とによ
り、２つの信号データ行列１５、１６が得られる。ま
た、２つの信号データ行列１５、１６から実際に印加す
べき１つの信号データ行列１７が得られる。

【００５４】図２は、簡単のために、上記演算方法を８
次の走査データ行列をモデルとして用いて示したもので
ある。画像データ行列２２は、上記（数１２）によって
２つの画像データ行列２３、２４に分割され、それぞれ
に対して、走査データ行列（Ｍ）２１との演算が行われ
る。このようにして得られた２つの信号データ２５、２
６は行列中に示した演算順序３００の順番に並べ替えら
れ、実際に印加する信号データ行列２７が生成される。

【００５５】尚、図１、図２においては、行方向が時間
を表わすので、本駆動方法を用いて単純マトリクス型液
晶表示装置を駆動する場合、走査側の駆動周波数に対し
信号側の駆動周波数は２倍となる。

【００５６】また、上記（数１２）におけるＣの値は、
Ｃ≧１の条件下で任意に設定することができるが、Ｃを
大きな値に設定すると、信号側の印加電圧が大きくな
り、信号側液晶ドライバの耐圧の問題が生じるおそれが
あるので、Ｃ＝１とするのが望ましい。

【００５７】次に、本実施例における単純マトリクス型
液晶表示装置の表示特性について、図３を参照しながら
説明する。図３は本実施例の駆動方法における全白パタ
ーン表示時のある画素における液晶印加電圧の累積実効
値の推移を示すものである。ここで、横軸は１フィール
ドに相当する時間、縦軸は１フィールド期間に印加され
る実効値の累積値の推移をそれぞれ表しており、１フィ
ールド期間で１００（％）の実効値が印加される。ま
た、図３中の直線は、理想の印加実効値を示している。

【００５８】図１２の従来の駆動方法を用いた図１５に
示す結果では、１フィールド期間中に、理想の印加実効
値となるポイントは最初と最後の２ポイントしかない
が、本実施例の駆動方法を用いた場合には、１フィール
ド期間中に数回のポイントで理想の印加実効値と一致
し、全体として時間的なパワーの偏在が小さくなる。そ
の結果、スプライシングが低減される。

【００５９】実際に上記駆動方法を用いて、６４０＊４
８０ドット（デューティ比１／２４０）のカラーＳＴＮ
パネルを駆動し、動画像表示を行ったところ、スプライ
シングは大幅に低減され、高品位な画像が得られた。

【００６０】従来の駆動方法では、画像（階調）データ
の補正を数ライン期間で行っていたが、上記のような駆
動方法を用いれば、１ライン期間で画像（階調）データ
に応じた補正を行うことができる。その結果、階調表示
時における１フレーム中の印加実効電圧の時間的なパワ
ーの偏在が低減されるので、動画表示時に生じていたス
プライシングの低減された高品位な表示が得られる。

【００６１】次に、本発明の単純マトリクス型液晶表示
装置の駆動装置の第１の実施例の構成及びその動作つい
て、図１及び回路構成を示すブロック図である図４を参
照しながら説明する。

【００６２】図４に示すように、単純マトリクス型液晶
表示装置の駆動装置は、外部から入力された画像データ
を記憶するための画像データフィールドメモリ７０と、
画像データフィールドメモリ７０から画像データ行列の
特定の列の各要素を読み出すための画像データ読み出し
回路７１と、読み出された画像データから階調補正項を
算出するための階調補正項算出回路９１と、予め走査デ
ータを記憶しておくための走査データメモリ８０と、走
査データメモリ８０から特定の走査データを読み出すた
めの走査データ読み出し回路８１と、画像データフィー
ルドメモリ７０から読み出された特定の列の画像データ
と走査データメモリ８０から読み出された走査データと
階調補正項算出回路９１によって算出された階調補正項
とに基づいて信号データ行列Ｙを演算するための演算回
路９０と、演算後のデータを記憶するための信号データ
フィールドメモリ１００と、信号データフィールドメモ
リ１００から演算された信号データを読み出すための信
号データ読み出し回路１０１と、走査側ドライバ１１０
と、読み出されたデータ信号をディジタル信号からアナ
ログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換器１２０と、信号
側ドライバ１３０と、単純マトリクス型液晶表示装置１
４０とを備えている。

【００６３】外部から入力された画像データは、一旦画
像データフィールドメモリ７０に記憶されると共に、画
像データ読み出し回路７１によって画像データ行列１２
の１列目の各要素が読み出される。読み出された画像デ
ータは、階調補正算出回路９１により、まず、１列目の
各画像データに対して上記（数１１）を用いて、Ｘ
_ia（ｉ＝１〜ｎ）及びＸ_ib（ｉ＝１〜ｎ）が算出され
る。算出された各階調補正データは、Ｘ_ia、Ｘ_ibのそれ
ぞれについて走査データメモリ８０に記憶されている走
査データ及び上記（数１）を用いて演算回路９０で演算
され、Ｙ_ia、Ｙ_ibが得られる。このとき、走査データ行
列１１は走査データ読み出し回路８１により、１行目か
ら２５６行目までの各要素が順番に読み出される。

【００６４】演算後の各データは、信号データフィール
ドメモリ１００に記憶され、信号データ読み出し回路１
０１によって信号側ドライバ１３０への転送順に読み出
され、ＤＡ変換器１２０によってディジタル信号からア
ナログ信号に変換された後、信号側ドライバ１３０に転
送される。信号側ドライバ１３０は、入力されたアナロ
グデータに応じた電圧を単純マトリクス型液晶表示装置
１４０の信号側電極に印加する。一方、走査側において
は、走査データ読み出し回路８１により、走査データメ
モリ８０から、走査データ行列１１の１行目から２５６
行目までが順番に読み出され、走査側ドライバ１１０に
転送される。走査側ドライバ１１０は、その走査データ
に応じた電圧を単純マトリクス型液晶表示装置１４０の
走査側電極に印加する。このとき、ある１ラインの信号
側電極へはＹ_1a、Ｙ_1b、Ｙ_2a、Ｙ _2b・・・・、Ｙ_na、Ｙ
_nbの信号データの順に印加されると共に、走査データの
１行分を印加する期間に、Ｙ_1a及びＹ_1bの２つの信号デ
ータが印加される。すなわち、信号側の駆動周波数は従
来の駆動方法と比較して２倍になる。

【００６５】尚、本実施例においては、走査線を全ライ
ン同時に選択する駆動方法における走査データ行列とし
て、２５６次のランダム反転型アダマール行列１１を用
いているが、走査データ行列としては必ずしもこの構成
に限定されるものではなく、直交行列である限り、他の
種々の走査データ行列を用いても同様の効果が得られ
る。

【００６６】〈第２の実施例〉次に、本発明の単純マト
リクス型液晶表示装置の駆動方法の好適な第２の実施例
について、図５を参照しながら説明する。

【００６７】図５は本発明のデューティ比１／２４０
（Ｎ＝２４０）の単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
方法の第２の実施例における走査線を複数ライン同時に
選択する階調表示演算方法の一例を示している。

【００６８】図５において、３１は走査データ行列Ｍ、
３２は画像データ行列Ｘ、３７は信号データ行列Ｙをそ
れぞれ示している。ここで、走査データ行列３１の行方
向は時間を表し、列方向は走査側ラインを示している。
また、信号データ行列３７の列方向は信号側ラインを示
している。

【００６９】走査データ行列３１としては、例えば１６
次の正規型アダマール行列（同時選択本数Ｓ＝１６）を
例えば１６次の平方剰余で算出した符号をかけて生成し
たランダム反転正規型アダマール行列（上記（数８）参
照）と、１８次の単位行列とのクロネッカー積展開によ
って得られる２８８次の行列が用いられている。

【００７０】また、画像データ行列３２は、２４０行２
列（Ｎ＝２４０）とし、２４１行目から２８８行目には
ダミーデータが挿入され、全体として２８８行２列の行
列として構成されている。

【００７１】画像データ行列３２の１列目の各要素は、
１行目から１６行目までが「０」であり、その他はすべ
て「１」である。また、２列目の各要素は、１行目から
１６行目までが「１」であり、その他はすべて「０」で
ある。

【００７２】画像データ行列３２の各要素Ｘ_i （ｉ＝１
〜ｎ）は、上記（数１２）、（数１３）、（数１４）を
用いて、２つの画像データ行列３３、３４に分割され
る。従って、１つの画像（階調）データは、１ラインに
相当する走査データの出力期間を２等分したそれぞれの
期間に、上記（数１１）の階調補正手段によって階調補
正された値となって読み込まれるので、１ライン期間で
１つの画像（階調）データの補正を完結することができ
る。

【００７３】このようにして得られた２つの画像データ
行列３３、３４と、走査データ行列（Ｍ）３１とによ
り、２つの信号データ行列３５、３６が得られる。ま
た、２つの信号データ行列３５、３６から実際に印加す
べき１つの信号データ行列３７が得られる。

【００７４】尚、図５においては、行方向が時間を表わ
すので、本駆動方法を用いて単純マトリクス型液晶表示
装置を駆動する場合、走査側の駆動周波数に対し信号側
の駆動周波数は２倍となる。

【００７５】また、上記（数１１）におけるＣの値は、
Ｃ≧１の条件下で任意に設定することができるが、Ｃを
大きい値に設定すると、信号側の印加電圧が大きくな
り、信号側液晶ドライバの耐圧の問題が生じるおそれが
あるので、Ｃ＝１とするのが望ましい。

【００７６】次に、本実施例における単純マトリクス型
液晶表示装置の表示特性について、図６、図７を参照し
ながら説明する。図６は本実施例の駆動方法における全
白パターン表示時のある画素における液晶印加電圧の累
積実効値の推移を示すものである。ここで、横軸は１フ
ィールドに相当する時間、縦軸は１フィールド期間に印
加される実効値の累積値の推移をそれぞれ表しており、
１フィールド期間で１００（％）の実効値が印加され
る。また、図６中の直線は、理想の印加実効値を示して
いる。また、図７は表示パターンが全白からウインドウ
パターンに切り替わる期間（１フィールド期間）におけ
る液晶印加電圧の累積実効値差の推移を表している。

【００７７】図１１の従来の駆動方法を用いた図１４及
び図１６に示す結果では、１フィールド期間中に、理想
の印加実効値となるポイントは最初と最後の２ポイント
しかないが、本実施例の駆動方法を用いた場合には、１
フィールド期間中に数回のポイントで理想の印加実効値
と一致し、全体として時間的なパワーの偏在が小さくな
る。その結果、スプライシングが低減される。

【００７８】実際に上記駆動方法を用いて、６４０＊４
８０ドット（デューティ比１／２４０）のカラーＳＴＮ
パネルを駆動し、動画像表示を行ったところ、スプライ
シングは大幅に低減され、高品位な画像が得られた。

【００７９】従来の駆動方法では、画像（階調）データ
の補正を数ライン期間で行っていたが、上記のような駆
動方法を用いれば、１ライン期間で画像（階調）データ
に応じた補正を行うことができる。その結果、階調表示
時における１フレーム中の印加実効電圧の時間的なパワ
ーの偏在が低減されるので、動画像表示時に生じていた
スプライシングの低減された高品位な表示が得られる。

【００８０】本実施例の単純マトリクス型液晶表示装置
の駆動装置の構成及びその動作は、上記第１の実施例と
何ら異ならないので、ここではその説明を省略する。
尚、本実施例においては、走査線を複数ライン同時に選
択する駆動方法における走査データ行列として、上記
（数８）に示す１６次のランダム反転正規型アダマール
行列（同時選択本数Ｓ＝１６）と、１８次の単位行列と
のクロネッカー積展開によって得られる２８８次の行列
を用いているが、走査データ行列としては必ずしもこの
構成に限定されるものではなく、直交行列である限り、
他の種々の走査データ行列を用いても同様の効果が得ら
れる。

【００８１】〈第３の実施例〉次に、本発明の単純マト
リクス型液晶表示装置の駆動方法の好適な第３の実施例
について、図面を参照しながら説明する。

【００８２】図８は本発明のデューティ比１／２４０
（Ｎ＝２４０）の単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
方法の第３の実施例における走査線を全ライン同時に選
択する駆動方法に用いる走査データ行列の一例を示して
いる。

【００８３】図８において、３８は従来の駆動方法にお
ける走査データ行列、３９は本実施例の駆動方法におけ
る走査データ行列であり、例えば上記（数１０）に示さ
れる２次の直交行列同士のクロネッカー積展開によって
得られる２５６次のアダマール行列が用いられる。尚、
画像データは従来と何ら異ならないので、ここではその
説明を省略する。

【００８４】走査データ行列３９は、走査データ行列３
８の「１」のみで構成された１列目の各要素をそれぞれ
２５６列目と入れ替えたものである。走査データ行列に
おいては、基本的に任意の行及び列同士を入れ替えて
も、直交性が失われることはない。また、実際の表示に
用いる走査データ行列の領域は、Ｎ＝２４０の場合、１
列〜２４０列であるので、走査データ行列の２５６列目
に「１」のみの成分を移動させても、実際の表示に影響
はない。

【００８５】従って、走査データ行列３９のように、１
列目の「１」のみで構成されている要素を実表示領域外
に配置することにより、単純マトリクス型液晶表示装置
の液晶パネル上の走査電極にＤＣ成分に相当する駆動波
形が印加されることはなく、ＯＡ用表示でよく出てくる
特定のパターン、特にベタ表示等を表示する際にも、他
のラインとの液晶の光学応答の差が生じることはないの
で、従来の駆動方法を用いた場合に観測されていた横筋
が低減される。

【００８６】以上説明したように、本発明の第３の実施
例によれば、走査線を全ライン同時に選択する階調表示
駆動方法に用いる走査データ行列のある行列要素が
「１」及び「−１」のうちいずれか１つの値の要素のみ
で構成される列成分を、実際の表示に用いる列成分領域
外に配置することにより、横筋が低減され、高品位な表
示が得られる。

【００８７】尚、本実施例においては、１列目が「１」
のみで構成された走査データ行列を用い、この走査デー
タ行列の１列目を実表示領域外に配置した場合を例に挙
げて説明しているが、必ずしもこの構成に限定されるも
のではなく、１列目が「−１」のみで構成されている走
査データ行列を用い、その走査データ行列の１列目を実
表示領域外に配置した場合でも同様の効果が得られる。
また、本実施例においては、走査線を全ライン同時に選
択する駆動方法に用いる走査データ行列として、２次の
直交行列同士のクロネッカー積展開によって得られる２
５６次の正規型アダマール行列を例に挙げて説明してい
るが、走査データ行列としては必ずしもこの構成に限定
されるものではなく、直交行列である限り、他の種々の
走査データ行列を用いても同様の効果が得られる。

【００８８】〈第４の実施例〉次に、本発明の単純マト
リクス型液晶表示装置の駆動方法の好適な第４の実施例
について、図面を参照しながら説明する。

【００８９】図９は本発明のデューティ比１／２４０
（Ｎ＝２４０）の単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
方法の第４の実施例における走査線を複数ライン同時に
選択する駆動方法に用いる走査データ行列中の種関数の
従来との比較を示しており、図１０は走査データ行列の
構成を示している。

【００９０】図９において、４０は従来の駆動方法にお
ける種関数、４１は本実施例の駆動方法における種関数
をそれぞれ示しており、これらの種関数４０、４１は１
６次の正規形アダマール行列（同時選択本数Ｓ＝１６）
によって構成されている。そして、図１０に示すよう
に、種関数４０又は４１と１８次の単位行列とのクロネ
ッカー積展開によって２８８次の走査データ行列４２が
構成されている。尚、画像データは従来と何ら異ならな
いので、ここではその説明を省略する。

【００９１】走査データ行列４２中には、この走査デー
タ行列４２を生成するための種関数４０又は４１が１８
個分存在する。また、その中で実表示に用いられる（Ｎ
＝２４０より）列成分は１５個である。従って、種関数
４１では、種関数４０と比較して、走査データ行列１８
個中の、種関数部分が「１」のみで構成される１５列分
の各要素と、走査データ行列４２の２４１列目から２５
８列目までの要素とがそれぞれ入れ替えられている。走
査データ行列においては、基本的に任意の行又は列を入
れ替えても、直交性が失われることはない。また、実際
の表示に用いる走査データ行列の領域は、２４０行２４
０列であるので、走査データ行列４２の２４１列目から
２５８列目に「１」のみの成分を移動させても、実際の
表示に影響はない。

【００９２】また、走査線を複数ライン同時に選択する
駆動方法において、上記行列の操作を行うには、走査デ
ータ行列の次数をｎとした場合、画像データ数Ｎ（本実
施例ではＮ＝２４０）と同時選択本数Ｓとの間に上記
（数１）の関係が成立することが必要である。

【００９３】従って、走査データ行列を上記構成とし、
種関数の１列目の「１」のみで構成されている要素（本
実施例では１５列分）を実表示領域外に配置することに
より、単純マトリクス型液晶表示装置の液晶パネル上の
走査電極にＤＣ成分に相当する駆動波形が印加されるこ
とはなく、ＯＡ用表示でよく出てくる特定のパターン、
特にベタ表示等を表示する際にも、他のラインとの液晶
の光学応答の差が生じることはないので、従来の駆動方
法を用いた場合に観測されていた横筋が低減される。

【００９４】以上説明したように、本発明の第４の実施
例によれば、走査線を複数ライン同時に選択する階調表
示駆動方法に用いる走査データ行列を構成する複数の種
関数のある行列要素が「１」及び「−１」のうちいずれ
か１つの値の要素のみで構成される列成分を、実際の表
示に用いる列成分の領域外に配置することにより、横筋
が低減される。

【００９５】尚、本実施例においては、走査データ行列
を構成している要素中の種関数部分が「１」のみを構成
する列要素について示しているが、「−１」のみで構成
されている列要素を実表示領域外に配置した場合でも同
様の効果が得られる。

【００９６】また、本実施例においては、走査線を複数
ライン同時に選択する駆動方法に用いる走査データ行列
として、上記（数８）に示す１６次の正規形アダマール
行列（同時選択本数Ｓ＝１６）と、１８次の単位行列と
のクロネッカー積展開によって得られる２８８次の行列
を例に挙げて説明しているが、走査データ行列としては
必ずしもこの構成に限定されるものではなく、直交行列
である限り、他の種々の走査データ行列を用いても同様
の効果が得られる。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る単純
マトリクス型液晶表示装置の駆動方法の第１の構成によ
れば、読み出された１つの画像データを階調補正手段に
よって演算された２つの画像データに分割し、分割され
たそれぞれの画像データと走査データとから信号データ
を演算し、かつ、このとき単純マトリクス型液晶表示装
置に印加する列信号のパルス幅を行信号のパルス幅の２
分の１とすることにより、１ラインに相当する期間を２
等分したそれぞれの期間で画像（階調）データの階調補
正を行うようにしたので、１ライン期間で１つの画像
（階調）データの補正を完結することができる。その結
果、階調表示時における１フレーム中の印加実効電圧の
時間的なパワーの偏在が低減されるので、動画表示時に
生じていたスプライシングの低減された高品位な表示が
得られる。

【００９８】また、本発明に係る単純マトリクス型液晶
表示装置の駆動方法の第２の構成によれば、走査データ
を構成する走査データ行列は、各要素が「１」又は「−
１」からなる直交行列であり、「１」及び「−１」のう
ちいずれか１つの値の要素のみで構成される列成分を、
実際に液晶表示に用いる列成分の領域外に配置すること
を特徴とするので、単純マトリクス型液晶表示装置の液
晶パネル上の走査電極にＤＣ成分に相当する駆動波形が
印加されることはない。その結果、ＯＡ用表示でよく出
てくる特定のパターン、特にベタ表示等を表示する際に
も、他のラインとの液晶の光学応答の差が生じることは
ないので、従来の駆動方法を用いた場合に観測されてい
た横筋が低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
方法の第１の実施例における階調表示演算方法を示す図
である。

【図２】本発明の単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
方法の第１の実施例における階調表示演算方法を示すモ
デル図である。

【図３】本発明の単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
方法の第１の実施例における累積実効値の推移を示す図
である。

【図４】本発明の単純マトリクス型液晶表示装置の回路
構成図である。

【図５】本発明の単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
方法の第４の実施例における走査データ行列を示す図で
ある。

【図６】本発明の単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
方法の第２の実施例における累積実効値の推移を示す図
である。

【図７】本発明の単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
方法の第２の実施例における累積実効値差の推移を示す
図である。

【図８】本発明の単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
方法の第３の実施例における走査データ行列を示す図で
ある。

【図９】本発明の単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
方法の第４の実施例における本発明及び従来の走査デー
タ行列の種関数の比較を示す図である。

【図１０】本発明の単純マトリクス型液晶表示装置の駆
動方法の第４の実施例における走査データ行列の構成を
示す図である。

【図１１】従来の単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
方法における階調表示演算方法を示す図である。

【図１２】従来の単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
方法における階調表示演算方法を示す図である。

【図１３】従来の単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
方法における階調表示時の表示ムラを示す図である。

【図１４】従来の単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
方法における累積実効値の推移を示す図である。

【図１５】従来の単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
方法における累積実効値の推移を示す図である。

【図１６】従来の単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
方法における累積実効値差の推移を示す図である。

【図１７】従来の単純マトリクス型液晶表示装置の駆動
方法における階調表示時の表示ムラを示す図である。

【符号の説明】

１、１４０：単純マトリクス型液晶表示装置 ２：コラム側液晶ドライバ ３：ロウ側液晶ドライバ ４：表示領域 ５：輝度ムラ（横筋） ８：線状の尾引き（スプライシング） １１、２１、３１、３８、３９、４２、６１、６４、６
５、６７：走査データ行列 １２、１３、１４、２２、２３、２４、３２、３３、３
４、６２：画像データ行列 １５、１６、１７、２５、２６、２７、３５、３６、３
７、６３：信号データ行列 ４０、４１：種関数 ６、６６：階調補正項 ６８：ＤＣ項に相当する列 ６９：印加波形 ７０：画像データフィールドメモリ ７１：画像データ読み出し回路 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 ９１：階調補正項算出回路 １００：信号データフィールドメモリ １０１：信号データ読み出し回路 １１０：走査側ドライバ １２０：Ｄ／Ａ変換器 １３０：信号側ドライバ

───────────────────────────────────────────────────── 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 (56)参考文献 特開 平６−51718（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−347756（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−347755（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−51276（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−76725（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−101505（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−329592（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/133 575 G02F 1/133 545 G09G 3/36

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部から入力された画像データを記憶す
   るための画像データ記憶手段と、前記画像データ記憶手
   段から画像データ行列の特定の列の各要素を読み出すた
   めの画像データ読み出し手段と、読み出された画像デー
   タから階調補正項を算出するための階調補正手段と、予
   め走査データを記憶しておくための走査データ記憶手段
   と、前記走査データ記憶手段から特定の走査データを読
   み出すための走査データ読み出し手段と、前記画像デー
   タ記憶手段から読み出された特定の列の画像データと前
   記走査データ記憶手段から読み出された走査データと前
   記階調補正手段によって算出された階調補正項とに基づ
   いて信号データ行列を演算するための演算手段とを具備
   し、振幅変調によって階調表示を行う単純マトリクス型
   液晶表示装置の駆動方法であって、読み出された１つの
   画像データを前記階調補正手段によって演算された２つ
   の画像データに分割し、分割されたそれぞれの画像デー
   タと前記走査データとから信号データを演算し、かつ、
   このとき単純マトリクス型液晶表示装置に印加する列信
   号のパルス幅を行信号のパルス幅の２分の１とすること
   により、１ラインに相当する期間を２等分したそれぞれ
   の期間で画像（階調）データの階調補正を行うことを特
   徴とする単純マトリクス型液晶表示装置の駆動方法。
2. 【請求項２】 走査データを構成する走査データ行列
   が、１ライン分に相当する期間において全ラインを同時
   に選択する走査データ行列である請求項１に記載の単純
   マトリクス型液晶表示装置の駆動方法。
3. 【請求項３】 走査データを構成する走査データ行列
   が、１ライン分に相当する期間において複数ラインを同
   時に選択する走査データ行列である請求項１に記載の単
   純マトリクス型液晶表示装置の駆動方法。
4. 【請求項４】 外部から入力された画像データを記憶す
   るための画像データ記憶手段と、前記画像データ記憶手
   段から画像データ行列の特定の列の各要素を読み出すた
   めの画像データ読み出し手段と、読み出された画像デー
   タから階調補正項を算出するための階調補正手段と、予
   め走査データを記憶しておくための走査データ記憶手段
   と、前記走査データ記憶手段から特定の走査データを読
   み出すための走査データ読み出し手段と、前記画像デー
   タ記憶手段から読み出された特定の列の画像データと前
   記走査データ記憶手段から読み出された走査データと前
   記階調補正手段によって算出された階調補正項とに基づ
   いて信号データ行列を演算するための演算手段とを具備
   した単純マトリクス型液晶表示装置の駆動方法であっ
   て、走査データを構成する走査データ行列は、各要素が
   「１」又は「−１」からなる直交行列であり、「１」及
   び「−１」のうちいずれか１つの値の要素のみで構成さ
   れる列成分を、実際に液晶表示に用いる列成分の領域外
   に配置することを特徴とする単純マトリクス型液晶表示
   装置の駆動方法。
5. 【請求項５】 走査データ行列は、各要素が「１」又は
   「−１」からなるＳ次の直交行列（同時選択本数）とｉ
   次の単位行列とのクロネッカー積展開によって得られる
   ｎ次の走査データ行列であり、前記Ｓ次の直交行列は、
   「１」及び「−１」のうちいずれか１つの値の要素のみ
   で構成される列成分が実際に液晶表示に用いる列成分の
   領域外に配置される請求項４に記載の単純マトリクス型
   液晶表示装置の駆動方法。
6. 【請求項６】 表示する画像データの数Ｎと、同時選択
   本数Ｓと、走査データ行列の次数ｎとの間に下記（数
   １）の関係が成立する請求項５に記載の単純マトリクス
   型液晶表示装置の駆動方法。 【数１】