JP3368926B2

JP3368926B2 - 液晶表示素子の駆動法

Info

Publication number: JP3368926B2
Application number: JP36051392A
Authority: JP
Inventors: 豊中川; 英昌高; 武志桑田; エヌルックモンガザンテムカー; 孝宣大西; 英幸長野
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd; Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp; AGC Inc
Priority date: 1992-04-22
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 2003-01-20
Anticipated expiration: 2018-01-20
Also published as: JPH0627908A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子を高速に駆
動する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＲＴに代わる、薄くて、軽くコ
ンパクトでかつ大容量の情報の表示を実現するものとし
て、液晶表示素子が注目されている。液晶表示素子とし
ては、ツイステッドネマチックタイプの液晶表示素子の
画素各々をそれぞれに対応して形成された薄膜フィルム
トランジスタで駆動するものと、いわゆるツイステッド
ネマチックタイプおよびスーパーツイステッドネマチッ
クタイプの液晶表示素子を、薄膜フィルムトランジスタ
を用いずに駆動するもの（単純マトリクスタイプ）との
２種類に、大きく分けられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】薄膜フィルムトランジ
スタを用いるものは比較的高速に駆動できるが、素子の
製造工程が複雑で、製造コストが高いという問題点があ
る。一方、単純マトリクスタイプのものは、比較的素子
の製造工程は単純であるが、高速表示切り替えが困難
で、端末におけるマウス表示や、ビデオ表示に対応しに
くいという問題点がある。

【０００４】このうち、単純マトリクスタイプの液晶表
示素子において高速駆動が困難なのは、ツイステッドネ
マチックタイプおよびスーパーツイステッドネマチック
タイプの液晶表示素子の特性上、印加電圧に対する、液
晶分子の配向の追随速度が遅いからである。すなわち、
通常の２５０ｍｓｅｃ程度の平均応答時間を有するスー
パーツイステッドネマチック液晶表示素子では、ビデオ
表示等で通常要求される２０〜３０Ｈｚでの表示切り替
え（３３〜５０ｍｓｅｃごとの表示切り替えに相当）は
とうてい実現できない。

【０００５】高速駆動のためには、印加電圧に対する応
答時間が短い液晶表示素子を使用することが考えられ
る。このような液晶表示素子を高速応答性液晶表示素子
と呼ぶことがある。高速応答性液晶表示素子を得るため
の方法には、低粘性の液晶を用いる方法、屈折率異方性
の大きい液晶を用いて液晶層の厚みを小さくする方法な
どがある。

【０００６】スーパーツイステッドネマチック液晶表示
素子の応答時間は、おおよそ、液晶の粘度ηに比例し、
液晶層の厚みｄの２乗に比例する。一方、スーパーツイ
ステッドネマチック液晶表示素子の屈折率異方性Δｎと
液晶層の厚みｄの積はほぼ一定にしなければならないと
いう要請を考慮すると、スーパーツイステッドネマチッ
ク液晶表示素子の応答時間は、粘度ηに比例し、屈折率
異方性Δｎの２乗に反比例することになる。すなわち、
液晶層の厚みｄを小さくするとともに、この液晶表示素
子に使用する液晶としては、低粘性で、屈折率異方性の
大きい液晶を用いることが好ましいことになる。

【０００７】しかし、このようにして高速応答性液晶表
示素子を得たとしても、この素子の使用は、現実には、
以下のような極めて大きな問題点を有していた。

【０００８】単純マトリクス方式液晶表示素子の駆動に
は、通常、電圧平均化法と呼ばれる方法が用いられてい
る。走査線数（行電極の本数）をＮ、フレーム周期をＴ
_F とたときの電圧平均化法における行電極印加電圧の波
形は、時間Ｔ_F 内に、１本の選択パルスが存在し、選択
パルス印加時以外には、オン電圧選択パルスの１／ｂの
波高値をもつバイアス波が存在する。すなわち、選択期
間にはＴ_F ／Ｎ、非選択期間には（Ｎ−１）Ｔ_F ／Ｎの
時間が割り当てられる。図５（ａ）のＡに代表的な印加
波形を示した。横軸は時間、縦軸は電圧である。多くの
場合、２フレーム使用することにより、交流化が行われ
る。

【０００９】この電圧平均化法においては、液晶分子が
印加電圧の実効値で応答することが前提となっており、
これにより所定のコントラスト比を得ることができる。
図５（ｂ）のＣに実効値応答の様子を示す。横軸は時
間、縦軸は液晶層の両側に偏光板を配置し、行電極の選
択時に列電極にオン電圧を印加した場合の透過光強度で
ある。通常、フレーム周期は十〜数十ｍｓｅｃ程度であ
るのに対して、通常の液晶表示素子の平均応答時間は２
５０ｍｓｅｃ程度であるため、数〜十数フレームを使用
することにより、１つのオンまたはオフの表示が完了す
ることになる。

【００１０】ところが、高速応答性液晶表示素子を駆動
すると、液晶分子の分子軸方向の変化が、電圧に対して
追随しやすいため、図５（ｂ）のＢのように、光学応答
波形がいわゆるピーク値応答的な挙動を示すようにな
り、実効値応答（Ｃ線で示した）から外れるようにな
る。すなわち、選択期間に立ち上がった光学応答波形
が、非選択期間では保持できず、減衰するようになるの
で、透過率の平均レベルが下がり、コントラスト比が低
下するという問題点が生じる。以下、この現象を液晶の
「緩和現象」と呼ぶ。

【００１１】緩和現象は、数百以上の高デューティ比の
ダイナミック駆動を行う際にはいわゆる液晶表示素子の
平均応答時間が１５０ｍｓｅｃ程度以下になると大きな
問題となり、特にダイナミック駆動における平均応答時
間１００ｍｓｅｃ程度以下の液晶表示素子において顕著
である。

【００１２】ここで液晶表示素子の平均応答時間とは以
下のように本明細書では定義する。すなわち、充分時間
が経過した時点でのオフ電圧での光透過度をＴ_OFF 、オ
ン電圧での光透過度をＴ_ONとし、オフ電圧からオン電圧
に切り替えた時刻をｔ₁ 、その後、光透過度Ｔが（Ｔ_ON
−Ｔ_OFF ）×０．９＋Ｔ_OFF となる時刻をｔ₂ 、また、
オン電圧からオフ電圧に切り替えた時刻をｔ₃ 、その
後、光透過度Ｔが（Ｔ_ON−Ｔ_OFF ）×０．１＋Ｔ_OFF と
なる時刻をｔ₄ とすると、平均応答時間τは、 τ＝（（ｔ₄ −ｔ₃ ）＋（ｔ₂ −ｔ₁ ））／２で表される。

【００１３】この緩和現象を抑えるため、フレーム周波
数を上げて選択パルスの間隔を短くする方法をとること
が考えられる。しかし、この場合は、必然的に１本の行
電極を選択する時間（パルス幅）が短くなるため、液晶
分子が選択パルスに反応しにくくなるので、表示のコン
トラスト比の向上効果は大きくない。また、駆動周波数
が大きくなると、電極の抵抗値が無視できず、電極の信
号入力部近傍とそれ以外で表示むらを生じたり、Ｖ_thが
変動して表示むらを生じたりする問題点がある。このよ
うな理由で、高速応答性の液晶表示素子は、事実上、表
示に使用することが困難であった。

【００１４】ところで、T.N.Ruckmongathan は駆動電圧
を低くし、表示むらを低減するための方法として、複数
の行電極を一括して選択し、駆動する方法を提案してい
る（1988 International Display Research Conferenc
e）。

【００１５】しかし、１９８８年にRuckmongathan が開
示した方法においては、本方法を高速応答素子に適用す
ること、また、適用のために適した条件などについて
は、触れられていない。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決すべくなされたものであり、以下のような液晶表示素
子の駆動法を提供するものである。複数の行電極と複数
の列電極とからなるマトリクス型液晶表示素子の駆動法
において、行電極のうちのＪ×Ｌ本を（ＪおよびＬはそ
れぞれ２以上の整数）それぞれＬ本の行電極からなるＪ
個の行電極サブグループに分けて、この行電極サブグル
ープについて一括して選択して行う駆動法であって、以
下のような条件を満足して行電極サブグループの選択を
行うことを特徴とする液晶表示素子の駆動法。（１）Ｌは液晶表示素子の全行電極の本数をＮ（本）、
同時に選択される複数の行電極の選択時間をＴ（秒）、
液晶表示素子の平均応答時間をτ（秒）とすると、以下
の式１でｋ＝２０〜２５０となる値として、決定され
る。

【００１７】Ｌ＝ｋ・Ｎ・Ｔ／τ・・・式１

【００１８】（２）行電極には、選択時には中間電圧に
対して正または負の方向にＶ_r （Ｖ_r ＞０）の振幅で電
圧印加され、また、非選択時には前記中間電圧を印加さ
れる。（３）選択電圧行列として、要素が電圧＋Ｖ_r に対応す
る＋１もしくは−Ｖ_rに対応する−１とからなる、Ｌ行
を有する直交行列Ａを選ぶ。（４）行電極サブグループの選択時には、選択電圧行列
の列ベクトルの要素とその行電極サブグループを構成す
る行電極における電圧振幅とが対応するように、電圧印
加される。

【００１９】本発明の駆動法においては、Ruckmongatha
n が１９８８年に開示した方法と同様に、複数の行電極
が一括して選択される。本明細書では、一括して選択さ
れる行電極の集まりを、「行電極サブグループ」と呼ぶ
ことにする。駆動回路を簡単なものとするためには、行
電極サブグループを構成する行電極の本数をそれぞれ等
しくすることが好ましい。むろん、一般的なセル構成に
おいては、行電極全体の数が、行電極サブグループを構
成する行電極の本数の倍数となっているわけではないの
で、各行電極サブグループを構成する行電極の数をすべ
て等しくすることはできないことがある。端数として存
在する、他の行電極サブグループよりも構成する行電極
の本数が少ない行電極サブグループの扱いは後に説明す
ることにし、まず、行電極サブグループを構成する行電
極の本数がＬ本でそれぞれ等しい部分の駆動について説
明する。

【００２０】本発明に用いる液晶表示素子としては、高
速応答性のものが好ましい。前述のように、高速応答性
の液晶表示素子は、液晶層の厚みｄを小さくするととも
に、低粘性で、屈折率異方性の大きい液晶を用いること
によって得られる。このような、屈折率異方性の大きい
液晶としては、例えば、トラン系のものが有用である。
トラン系の液晶としては、例えば、特開昭６１−５６３
１号公報に記載されているものがあり、また、化１に示
すような構造のものがある。

【００２１】

【化１】

【００２２】ここで、−Ｘ−は−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ
−、−ＣＨ₂ ＣＨ₂ −、または−Ｃ≡Ｃ−を示す。ま
た、Ｒ¹ 、Ｒ² は相互に独立して炭素数１〜１０のアル
キル基、ハロゲン原子、シアノ基、または−ＳＣＮ基を
示し、炭素−炭素結合を持つ場合にはその結合間または
この基と環との間の炭素−炭素結合間に酸素が挿入され
たり、炭素−炭素結合の一部が−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ
−、−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよい。なお、こ
れらの化合物は、単なる例示にすぎなく、水素原子のハ
ロゲン原子、シアノ基、メチル基等への置換等、種々の
材料が選択使用される。

【００２３】さらに、屈折率異方性が大きくて同時に低
粘性の材料としてはジフルオロスチルベン系の液晶が有
用である。ジフルオロスチルベン系の液晶としては、例
えば、特開平１−９６４７５号公報に記載されているも
のがあり、また、化２に示すような構造のものがある。

【００２４】

【化２】

【００２５】ここで、−Ｘ−は−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ
−、−ＣＨ₂ ＣＨ₂ −、または−Ｃ≡Ｃ−を示す。ま
た、Ｒ¹ 、Ｒ² は相互に独立して炭素数１〜１０のアル
キル基、ハロゲン原子、シアノ基、または−ＳＣＮ基を
示し、炭素−炭素結合を持つ場合にはその結合間または
この基と環との間の炭素−炭素結合間に酸素が挿入され
たり、炭素−炭素結合の一部が−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ
−、−ＣＨ＝ＣＨ−で置換されていてもよい。なお、こ
れらの化合物は、単なる例示にすぎなく、水素原子のハ
ロゲン原子、シアノ基、メチル基等への置換等、種々の
材料が選択使用される。

【００２６】ジフルオロスチルベン系の液晶とトラン系
の液晶とは、それぞれ別々に使用してもよく、また、両
者を同時に使用してもよい。特にジフルオロスチルベン
系の液晶を１〜８０％、好ましくは５〜７０％、さらに
好ましくは１０〜６０％含有する液晶組成物は粘度が著
しく低下し、高速応答を実現できる。

【００２７】１９８８年にRuckmongathan が開示してい
るように、行電極について、複数本からなるサブグルー
プ単位の選択を行うためには、選択電圧はそれぞれの行
電極ごとに異なるパターンで印加する必要がある。

【００２８】本発明では、行電極に印加する電圧につい
ては、非選択時の電圧を０とした場合、選択時には＋Ｖ
_r ，−Ｖ_r （Ｖ_r ＞０）のいずれかの電圧レベルをとる
ものとされる。ここで、非選択時の電圧０は、必ずしも
大地に対する接地を意味するものではない。液晶表示素
子の駆動電圧は、行電極と列電極との間に印加される電
圧（電位差）で決まるものであり、両方の電極の電位
を、並行して同量変化させても、両電極間の電位差は変
わらないからである。

【００２９】特定の行電極サブグループに印加される選
択時の電圧は、各行電極に印加される電圧を要素とする
ベクトルを時系列にしたがって並べたもので表せる。こ
のベクトルを本明細書では、「選択電圧ベクトル」と呼
ぶことにする。そして、選択電圧ベクトルをその列とし
て含む行列を「選択電圧行列」と呼ぶ。すなわち、特定
の選択電圧行列が定まった場合、その選択電圧行列を構
成する選択ベクトルの要素を各行電極の電圧に対応させ
ながら、選択電圧行列を構成するすべての選択電圧ベク
トルについて、順次各行電圧に電圧印加していくことに
よって、その行電極サブグループの選択を行うことにな
る。

【００３０】選択電圧行列としては、基本的に、要素が
＋Ｖ_r もしくは−Ｖ_r からなり、自身の転置行列との積
が単位行列のスカラー倍となるＬ行Ｋ列の直交行列Ａ＝
［α₁ ，α₂ ，・・・，α_q ，・・・，α_K ］（ここ
で、α_q はＬ個の要素を有する縦ベクトル）が選ばれ
る。ここで、Ｋとしてはｐを自然数としてＬ≦２^p ＝Ｋ
となる整数を選べる。具体的には、Ｌが２の場合、Ｋは
Ｋ＝２（ｐ＝１），４（ｐ＝２），８（ｐ＝３），・・
・等であり、Ｌが３，４の場合、ＫはＫ＝４，８，１
６，・・・等であり、Ｌが５，６，７，８の場合、Ｋは
Ｋ＝８，１６，３２，・・・等である。Ｋをあまり大き
くすると、行電極選択に必要な選択パルスの数も大きく
なるため、Ｋはとり得る値のうち最小の値とすることが
好ましい。

【００３１】Ｌ＝４でＫ＝４とした場合およびＬ＝８で
Ｋ＝８とした場合について、行列Ａの具体例を挙げる
と、下記の式２Ａ、式２Ｂまたは式２Ｃのようになる。

【００３２】

【数２】

【００３３】式２Ａ、式２Ｂ、式２Ｃの行列はアダマー
ル行列と呼ばれる。

【００３４】Ｌ＝２^p ではない場合は、自身の転置行列
との積が単位行列のスカラー倍となるＫ次の行列から、
任意の（Ｋ−Ｌ）行を削ることにより、上記のＬ行Ｋ列
の行列Ａを構成することができる。例えば、式２Ｃの８
次のアダマール行列から構成した例を下記の式３Ａおよ
び式３Ｂに示す。

【００３５】

【数３】

【００３６】式３Ａは式２Ｃから第１行を削除した７行
８列の行列であり、式３Ｂは式２Ｃから第１行および第
８行を削除した６行８列の行列である。これらはいずれ
も自身の転置行列との積が単位行列のスカラー倍となっ
ている。

【００３７】選択電圧行列はその各列を一つのベクトル
とみなすことにより、Ａ＝［α₁ ，α₂ ，・・・，α
_q ，・・・，α_K ］（ここで、α_q はＬ個の要素を有す
る縦ベクトル）と形式的に表現できる。

【００３８】実際には、一般的には交流化のため、選択
電圧行列としてＡと−Ａの両方を選び、Ａに続いて−Ａ
を用いて駆動される。この場合、もし、表示しようとす
るデータが、二値（すなわち、オンまたはオフ）であれ
ば、選択電圧ベクトルは、上記それぞれの選択電圧行列
を構成する２Ｋ個のベクトルを基本的に含むことにな
る。ただし、各行電極に印加される選択電圧が交流化さ
れている場合があり、この場合は−Ａを用いず、Ａのみ
を選ぶことも可能である。以後は一般的なケースである
Ａと−Ａの両方を用いる場合を前提として説明する。

【００３９】行電極の選択に用いる選択電圧ベクトルと
しては必ずしも上記のように選ばれた各ベクトル一個ず
つのみからなる必要はなく、要素が＋Ｖ_r もしくは−Ｖ
_r からなる他のベクトルを加えたり、同じベクトルを複
数個使用することも、本発明の効果を損しない範囲で可
能である。

【００４０】しかし、選択電圧ベクトルの数があまりに
も大きくなると、行電極選択に必要な選択パルスの数が
きわめて増大することになるので、パルス幅を同じにと
るなら、一つの表示サイクルを完了するために必要な時
間が極めて長くなってしまうことになる。

【００４１】この意味では、選択電圧ベクトルとして
は、前記の選択電圧行列の表記を用いて、実質的に、α
₁ ，α₂ ，・・・，α_K ，−α₁ ，−α₂ ，・・・，−
α_K からなるベクトルの集合を、駆動に使用する選択電
圧ベクトルの集合とすることが好ましい。この場合は、
選択電圧ベクトルの数が、実質的に２Ｋ個となる。この
ようにすれば、行電極の選択に必要な選択パルスの数を
実質的に最少にすることができ、高速表示として有利で
ある。

【００４２】駆動に用いる選択電圧ベクトルの時系列の
配列順序は任意であって、サブグループごとに、もしく
は表示データごとに入れ替えて用いることもできる。実
際の駆動における表示むらを抑制するためには、上記の
入れ替えを適当に行いながら駆動することがかえって好
ましい場合が多い。

【００４３】以下、記載の簡単のため、選択電圧ベクト
ルの要素のうち、＋Ｖ_r を１、−Ｖ_r を０としたパター
ンで表し、これを「選択パターン」と呼び、また、選択
パターンを時系列で並べたものを「選択コード」と呼
ぶ。

【００４４】そこで、この高速駆動時に好適な選択電圧
行列（選択コード）について次に説明する。

【００４５】各種の選択電圧ベクトルの配列を駆動に実
際に適用した結果、駆動に用いる選択電圧ベクトルの数
を２Ｉ個とし（Ｉは２Ｉ≧２Ｋの自然数）、かつ、前半
分のＩ個の選択電圧ベクトルの列と、後半分のＩ個の選
択電圧ベクトルの列とは絶対値が同じで正負が反対にな
るようにするものが、駆動の表示むらを抑制する観点で
好ましいことがわかった。かかる選択ベクトルの配列が
駆動の表示むらを抑制することについてその原因は明ら
かではないが、１表示を行うときに電極間に生ずる供給
電圧波形が表示データにかかわらず一様の周期で交流化
されるためと推測される。以下、このように配列した選
択コードを、以下、特に「反転コード」と呼ぶ。

【００４６】具体的には、２Ｉ個の選択パターンから選
択コード電圧列がなっている場合に、第１番目から第Ｉ
番目までの選択パターンの列と、第（Ｉ＋１）番目から
第２Ｉ番目までの選択パターンの列との２つの列を考え
たとき、第ｓ番目の選択パターンと第（Ｉ＋ｓ）番目の
選択パターンとの内容が、否定の関係になるような選択
コードを用いることを特徴とする。すなわち、第ｓ番目
の選択パターンをＷ_sとして表すと、下記の式４のよう
な関係を満たすように、行電極選択コードが形成される
ということである。

【００４７】

【数４】

【００４８】反転コードを、２Ｋ個の選択電圧ベクトル
からなるものの場合に適用することにより、つまり、
［α₁ ，α₂ ，・・・，α_K ，−α₁ ，−α₂ ，・・
・，−α_K ］となる順序のベクトルの列を選ぶことが、
駆動の表示むらを抑制する観点で好ましいことがわかっ
た。

【００４９】行電極の選択コードの例として、４次のア
ダマール行列から構成したものを表１に示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】表１の選択コードは、選択電圧ベクトルの
配列として、［α₁ ，α₂ ，・・・，α_K ，−α₁ ，−
α₂ ，・・・，−α_K ］となる順序の条件を満たしてい
る。また、サブグループごとに、もしくは表示データご
とに選択電圧ベクトルの配列（選択パターン）を入れ替
えて用いる場合は、表２もしくは表３に示すような選択
コードを採用することができる。表中の数字は表１の選
択パターン番号を示しており、左から右に向かって時系
列的に選択パターンが行電極に印加されていくものとす
る。表２は行電極サブグループひとつを選択するごとに
選択パターンをずらすもの、表３は行電極サブグループ
ふたつを選択するごとに選択パターンをずらすものであ
る。

【００５２】

【表２】

【００５３】

【表３】

【００５４】また、反転コードの他の例を、Ｌ＝３の場
合について表４に示す。

【００５５】

【表４】

【００５６】このように、上記の反転コードでは、第１
番目から第４番目までの行電極選択パターンの否定をと
ったものが、それぞれの順番で第５番目から第８番目ま
で並ぶことになる。

【００５７】また、液晶表示素子の行電極をサブグルー
プに分ける分け方については、必ずしも実際の基板上で
隣り合う行電極どうしをひとつの行電極サブグループと
する必要はない。回路の配線によっては、基板上で離れ
た位置にある行電極を同じ行電極サブグループ内の行電
極とすることが可能である。

【００５８】特に、本発明の駆動法では、同じサブグル
ープ内の行電極には、同時に異なる選択電圧が印加され
る。したがって、極性選択入力をサブグループ数だけ持
たないようなＩＣの場合は、タイミングが同期された別
々のＩＣからの出力を１つの行電極サブグループの選択
電圧として用いることが便利である。この観点で好まし
い各行電極の基板上の配置は以下のようになる。すなわ
ち、Ｌ本の行電極からなるＪ個の行電極サブグループを
形成する場合には、実際の基板上では行電極をＪ本の行
電極からなるＬ個のブロックに分けて、各ブロックから
１本ずつ選ばれた行電極Ｌ本をひとつ行電極サブグルー
プとする。この場合には、同一サブグループ内のＬ本の
行電極は基板上では分散配置されることになる。

【００５９】一方、表示データが、二値表示でなく、
（Ｕ＋１）段（Ｕは２以上の自然数）の階調を有するも
のである場合は、いわゆるフレーム間引き法により階調
表示を行うことができる。この場合は、選択電圧ベクト
ルとして、少なくともα₁ ，α₂ ，・・・，α_K ，−α
₁ ，−α₂ ，・・・，−α_K のそれぞれＵ個を含むベク
トルの集合から選ばれる。

【００６０】二値表示の場合と同様に、駆動に用いる選
択電圧ベクトルは必ずしも上記各ベクトルＵ個ずつのみ
からなる（この場合は全体で２ＫＵ個になる）必要はな
く、要素が＋Ｖ_r もしくは−Ｖ_r からなる他のベクトル
を加えたり、同じベクトルを加えたりすることも、本発
明の効果を損しない範囲で可能である。また、駆動に用
いる選択電圧ベクトルを実質的に上記各ベクトルＵ個ず
つからなる（実質的に全体で２ＫＵ個となる）ようにす
れば、行電極の選択に必要な選択パルスの数を少なくす
ることができ、高速表示のためには好ましく、特に、駆
動に用いる選択電圧ベクトルを上記各ベクトルＵ個ずつ
のみからなる（全体で２ＫＵ個からなる）ようにすれ
ば、行電極の選択に必要な選択パルスの数を最少にする
ことができ、高速表示のためには非常に好ましい。

【００６１】また、選択電圧ベクトルの配列順序もやは
り任意であって、選択電圧ベクトルをランダムに配列し
たり、または、サブグループごとに、もしくは表示デー
タごとに配列を入れ替えて用いることもできる。実際の
駆動における表示むらを抑制するためには、上記の入れ
替えを適当に行いながら駆動することがかえって好まし
い場合が多いのも二値表示の場合と同様である。

【００６２】（Ｕ＋１）段の階調表示の場合も、選択電
圧を構成する選択電圧ベクトルの配列については種々の
ものが採用できる。例えば、ベクトル列［α₁ ，α₂ ，
・・・，α_K ］を１単位としてＳと表すと、［Ｓ，Ｓ，
・・・，Ｓ，−Ｓ，−Ｓ，・・・，−Ｓ］と配列した
り、［Ｓ，−Ｓ，Ｓ，−Ｓ，・・・，Ｓ，−Ｓ］と配列
するごとくである。特に、フリッカを防止する観点で
は、［Ｓ，Ｓ，・・・，Ｓ，−Ｓ，−Ｓ，・・・，−
Ｓ］と配列することが好ましい。

【００６３】次に、上述のように構成された選択電圧ベ
クトルで表される選択パルスを各行電極に印加するタイ
ミングについて説明する。

【００６４】表示切り替えを高速に行う駆動の場合、液
晶分子の電圧印加に対する立ち上がりを急峻にするため
には、高速応答性の液晶表示素子を用いることが好まし
い。この場合、前述のように液晶分子に選択パルスが印
加されていないときに液晶分子の配向が緩和してしまう
問題がある。この問題は、数百以上の高デューティ比の
ダイナミック駆動を行う際にはいわゆる液晶表示素子の
平均応答時間が１５０ｍｓｅｃ以下になると大きな問題
となってくるが、特にダイナミック駆動における平均応
答時間１００ｍｓｅｃ以下の液晶表示素子において顕著
である。

【００６５】かかる液晶緩和現象を抑制するために、各
行電極について選択電圧が印加されない非選択期間の長
さを調整することが好ましい。この調整は具体的には、
本発明の駆動法において、一つの表示データを表示する
期間内で選択パルスを分散して印加することにより行え
る。この分散は均一に行うことが望ましい。

【００６６】すなわち、一つの行電極サブグループに対
する選択電圧ベクトルに対応する電圧の印加を連続的に
一度で行うのではなく、配列された選択電圧ベクトルを
いくつかのステージに分割して、一つのステージを印加
したら次の行電極サブグループの選択に移ることにす
る。具体的には、以下のシーケンスをとる。（ａ）行電極サブグループを構成する各行電極に対し
て、１つのステージに含まれるベクトルに対応する電圧
を選択電圧ベクトルの順序にしたがって連続的に電圧印
加する（以下、これをａ工程という）。（ｂ）ａ工程をすべての行電極のサブグループについて
行う（以下、これをｂ工程という）。（ｃ）ａ工程およびｂ工程をすべてのステージについて
その順序にしたがって行う。

【００６７】このようにして、各行電極について選択電
圧が印加されない非選択期間の長さを短くすることが可
能になる。

【００６８】従来のいわゆる電圧平均化法においては、
これは、一つの表示データを表示する間に、位相の異な
る二つの選択パルスを各行電極に印加することにより選
択電圧を交流化しているため、選択パルスは１サイクル
で２本が単位となる。

【００６９】一方、本発明においては、選択電圧ベクト
ルの配列を各ステージに分割した数だけの選択パルスの
列が現れることになる。したがって、選択電圧ベクトル
の列を３分割以上すれば、一つの表示データを表示する
間に現れる選択パルスの数を、従来法より多くすること
ができる。

【００７０】また、必須ではないが、各ステージに含ま
れる選択電圧ベクトルの数をそれぞれ等しくすることは
極めて好ましいことである。駆動回路構成を簡易にする
ことができるからである。

【００７１】各行電極について選択電圧が印加されない
非選択期間の長さの調整は、液晶表示素子の高速応答性
に応じて行うことができる。一般的には、選択電圧ベク
トル列の分割数を増やしたほうが、非選択期間が短縮さ
れるため、液晶の緩和現象防止にはより効果がある。つ
まり、選択パルスがより多く分散されれば、選択期間に
立ち上がった光学応答波形が、非選択期間で保持しやす
くなる。したがって、透過率平均レベルの低下を抑え、
コントラスト比の低下を防ぐために、もっとも好ましい
のは各ステージが１個の選択電圧ベクトルからなる場合
である。以下は説明の簡単のため、この場合について主
に説明する。

【００７２】本発明において全体でＮ本の行電極をＬ本
ずつ一括して選択して二値表示をする場合に、一つの表
示をするために各行電極に印加されるべき選択パルスの
数は、最少で２Ｋ・（Ｎ／Ｌ）本であり、これは従来の
電圧平均化法における２Ｎ本とほぼ同等である。したが
って、表示切り替え速度を両方法で同じとすると、一つ
の選択パターンに対応する選択パルスの幅もほぼ同等に
なる。一方、各行電極についてみれば、１表示をする間
に印加される選択パルスの数は、例えばＬ＝２^p （ｐは
整数）なら２Ｌ本であり、これをすべて分散して印加す
ることにより、行電極に選択電圧が印加されていない時
間を従来の方法に比べて１／Ｌにすることができる。す
なわち、実質的に選択パルスの幅を変えることなく、選
択パルスの本数を増やせることが本発明の駆動法の特長
となっている。

【００７３】表１の選択コードにしたがって、行電極に
印加される電圧を示したのが図１である。Ｒ₁ 〜Ｒ₄ は
行電極のそれぞれを表しており、時間間隔Ｔ _０は全体で
Ｎ本の行電極をＬ本ずつの行電極からなる行電極サブグ
ループに分けた場合、行電極サブグループが一回選択さ
れるための時間間隔となる。

【００７４】図１と同様に、表４に示した選択コードの
場合の、行電極サブグループ内のＲ₁ 〜Ｒ₃ についての
印加電圧の時系列変化を、図７に示す。ここで行電極の
総本数Ｎ＝２４０とした。

【００７５】次に、特定の行電極サブグループが以上説
明したような条件で選択されているときに特定のデータ
を表示するために列電極に印加される電圧の例につい
て、以下に説明する。

【００７６】たとえば、二値表示をする場合、本発明で
は、（Ｌ＋１）個の電圧レベルから、行電極サブグルー
プの選択パターンに応じて選ばれた電圧を列電極に印加
することにより駆動される。この（Ｌ＋１）個の電圧レ
ベルは、表示むら防止の観点から電圧波形が交流化され
た方が有利であることを考慮すると、少なくとも以下の
ような条件を満たす電圧レベルＶ₀ ，Ｖ₁ ，・・・，Ｖ
_L とされることが好ましい。

【００７７】まず、Ｖ₀ ＜Ｖ₁ ＜・・・＜Ｖ_L とされ
る。表示データと、行電極に印加される選択電圧から、
このうちどの電圧レベルを選ぶべきかが決定される。こ
の方法は後に説明する。

【００７８】次に、電圧波形の交流化の観点からは、Ｌ
が奇数のときは（すなわちｎを整数として、Ｌ＋１＝２
ｎ）、Ｖ_2n-m-1＝−Ｖ_m （ｍは０≦ｍ≦ｎ−１の整数で
Ｖ_2n-m-1＞０）とされ、Ｌが偶数のときは（Ｌ＝２
ｎ）、Ｖ_2n-m＝−Ｖ_m （ｍは０≦ｍ≦ｎ−１の整数でＶ
_2n-m＞０）とされる。ただし、これは、行電極に印加す
る非選択時の電圧を０とした場合であり、行電極、列電
極両方の電位を並行して同量変化させることはむろん可
能である。両電極間の電位差は変わらないからである。

【００７９】また、Ｖ₀ ，Ｖ₁ ，・・・，Ｖ_L のそれぞ
れの絶対値は液晶表示素子の構成等によって、適宜決定
する必要がある。

【００８０】次に特定の表示パターンが与えられた場合
の、上記の（Ｌ＋１）個の電圧レベルからの印加電圧の
選び方を説明する。

【００８１】まず、表示データが二値からなる場合につ
いて説明する。図２は行電極４００本からなるマトリク
ス表示の表示パターンの一部を模式的に示したものであ
る。図２のような表示パターンを表示する場合に、これ
に対応するデータのパターンは、オンを１、オフを０と
すると、図中の表のようになる。行電極は４本を一括選
択することにすると、一本の列電極では各サブグループ
に対して、４ビットごとのデータパターンに分割され
る。ｊ番目の行電極サブグループの表示データ（ここで
ｊは１〜Ｊまで変化する整数）を、Ｌ個の要素を有する
縦ベクトルＤ_j （ここで、ベクトルＤ_j の要素は、オン
を示す１もしくはオフを示す０からなる）で表現する。
例えば列電極Ｃ₉ ではＤ₁ ＝^t （ｄ₁ ，ｄ₂ ，ｄ₃ ，ｄ
₄ ）＝^t （１，０，１，０）である。ｔは、転置を表
す。

【００８２】ここで、列電極に印加すべき電圧を決定す
るために、行電極に印加されている選択電圧の選択パタ
ーンのベクトル（これをβとする）と、列電極のデータ
のベクトルとで、対応する要素ごとに排他的論理和をと
り、その総和ｉを求める。例えば図２の行電極の１番目
のサブグループの選択電圧が［１，１，１，１］という
選択パターンで表される場合、図２の列電極Ｃ₉ に印加
すべき電圧を決定するとする。このときの、上記の排他
的論理和の総和ｉは下記の式５で表される。

【００８３】

【数５】

【００８４】このようにしてｉを求めると、列電極に印
加すべき電圧レベルは、Ｖ_i として表される。

【００８５】例えば、行電極の選択コードを表１に示す
ごとく選ぶ。この場合、図２の表示パターンを表示する
場合、列電極Ｃ₁ ，Ｃ₂ ，Ｃ₃ ，Ｃ₉ に印加する電圧は
図３のようになる。図３で、例えばＲ₁ 〜Ｒ₄ とあるの
はＲ₁ 〜Ｒ₄ の行電極のサブグループが選択されている
期間についての電圧変化を示している。ここで、Ｒ₁〜
Ｒ₄ 、Ｒ₅ 〜Ｒ₈ 、Ｒ₉ 〜Ｒ₁₂はそれぞれ独立して描か
れている。また、見やすさのため横軸の時間軸は、他の
サブグループ選択期間を省略して描いている。したがっ
て、本発明において、選択パルスを分散して印加する場
合には、グラフに示した電圧印加が連続して行われるの
ではなく、グラフ上のひとつの電圧印加が行われた後
に、他の行電極サブグループへの電圧印加が行われ、そ
の時間が経過した後に、グラフ上の次の電圧印加が行わ
れることになる。

【００８６】列電極電圧の最大値をＶ_c とすると、Ｖ_i
＝Ｖ_c （２ｉ−Ｌ）／Ｌ，Ｖ_r ＝Ｖ_c Ｎ^1/2 ／Ｌ（ここ
で、Ｎは行電極の総本数）と選ぶことにより、電圧実効
値のＶ_ON／Ｖ_OFF を最大にすることができるので極めて
好ましい。

【００８７】もちろん、上記条件にこだわらず、その近
傍で最もよいコントラスト比を得られるようにＶ_r ，Ｖ
_i のレベルを調整することもできる。

【００８８】図２のようなＬ＝４のときは、Ｖ₄ ＝＋Ｖ
_c ，Ｖ₃ ＝＋Ｖ_c ／２，Ｖ₂ ＝０，Ｖ₁ ＝−Ｖ_c ／２，
Ｖ₀ ＝−Ｖ_c などと選ぶ。また、前記条件では、Ｖ_r ＝
５Ｖ_c となる。この場合の図２のＲ₁ −Ｃ₉ （オン状
態）およびＲ₂ −Ｃ₉ （オフ状態）の電圧変化を示した
のが図４である。ただし、これも図３と同様に、見やす
さのため横軸の時間軸は他のサブグループ選択期間を省
略して描いている。

【００８９】このようにして、一つの表示データが表示
されるが、特定の行電極サブグループに注目した場合、
一つもしくは複数の表示を終えるごとに、選択電圧行列
（選択パターン）の構成を変えていくことが、表示むら
低減のために有効な場合がある。特に、各行電極に印加
される選択電圧が、特定のサブグループ内のそれぞれの
行電極同志で入れ替わるようにすることは表示むらを低
減するために好ましい。すなわち、先のデータ表示の選
択電圧ベクトル形成に使用した行列Ａの行を入れ替えて
形成した行列を、改めて選択電圧ベクトル形成用の行列
Ａとして使用する。

【００９０】具体的には、表１に示す選択コードを最初
の表示に採用した場合、表５、表６、表７のような選択
コードを、表示データが切り替わるごとに、順次使用す
ることができる。それぞれの表の選択コードは、それぞ
れの行電極に印加する選択電圧をずらしたものになって
いる。

【００９１】

【表５】

【００９２】

【表６】

【００９３】

【表７】

【００９４】以上、説明したような二値表示データを表
示する場合の本発明の駆動法のシーケンスを、一括して
選択する行電極の本数を４とし（Ｌ＝４）、行電極サブ
グループの数をＪ個とした場合の代表的なものについて
まとめて述べておく。

【００９５】あらかじめ基本となる選択コードを決めて
おく。この例では、表１の選択コードを採用することに
する。

【００９６】まず、第１の行電極サブグループに表１の
選択パターン１を印加する。同時に、各列電極には、こ
の選択パターンと、表示データから決定される電圧を印
加する。次に、第２の行電極サブグループには、表１の
選択パターン２を印加し、同時に、各列電極には、この
選択パターンと、表示データから決定される電圧を印加
する。次いで、第３の行電極サブグループには、表１の
選択パターン３を印加し、各列電極については同様に行
う。そしてこれを繰り返して、第Ｊ番目サブグループま
で行う。

【００９７】次に、第１の行電極サブグループに表１の
選択パターン２を印加する。次に、第２の行電極サブグ
ループには、表１の選択パターン３を印加し、以下、こ
れを繰り返して、第Ｊ番目サブグループまで行う。

【００９８】このようにして、順次、各行電極サブグル
ープに選択パターンを印加していき、これをすべての選
択パターンが印加されるまで行う。これで１つの表示が
完了する。

【００９９】次の表示データについての表示を行うとき
は、表５の選択コードを採用する。これは、表１の選択
コードで印加される選択電圧を各行電極についてずらし
たものになっている。

【０１００】さらに次の表示データについての表示を行
うときは、表６の選択コードを採用し、順に、表示デー
タが切り替わるごとに、表７の選択コード、戻って表１
の選択コードと、採用する選択コードを切り替えてい
く。このようにして、順次、各表示データに基づいた表
示がなされる。

【０１０１】また、表４の選択コードを選ぶ場合につい
ては以下のようになる。表４に示すとおり、一本の列電
極について、行電極サブグループにおけるデータパター
ンＤ＝^t （ｄ₁ ，ｄ₂ ，ｄ₃ ）のとり得る状態は全部で
８通りあり、これらの組合せで、任意の表示パターンが
構成され得る。各行電極選択パターンとデータパターン
のビットごとの排他的論理和の総和ｉ、およびそのｉに
おけるＶ_i をＶ_i ＝Ｖ_c （２ｉ−Ｌ）／Ｌにしたがって計算した結果が、表８に示されている。た
だしＶ_i の値はＶ_c の係数のみ代表して示した。

【０１０２】

【表８】

【０１０３】この表に基づき、一つのサブグループを選
択している期間に列電極に印加すべき電圧波形が決定さ
れ、図８のようになる。この図における８通りの波形の
組合せで、任意の表示が可能となる。

【０１０４】図７におけるＲ₃ 上での印加電圧の波形を
全面オン（（ｄ₁ ，ｄ₂ ，ｄ₃ ）＝（１，１，１））の
データパターン、および全面オフ（（ｄ₁ ，ｄ₂ ，ｄ
₃ ）＝（０，０，０））のデータパターンで表したのが
図１１である。これで見ると、常に４ステージあとに同
じ電圧が印加されていることがわかる。これは全面オ
フ、全面オン以外のデータパターンでも同じである。

【０１０５】すなわち、上述の反転コードを、選択コー
ドとして採用することにより、一画面を走査する周期
（以下、フレーム周期という、また、その逆数をフレー
ム周波数という）の間に絶対値の同じ電位が２回繰り返
されるようにすることができる。

【０１０６】つまり、表示をオンとする場合には印加電
圧のパルスのうち、絶対値として最大の電圧を持つ＋
（Ｖ_r ＋Ｖ_c ），−（Ｖ_r ＋Ｖ_c ）の印加がもっとも液
晶分子の動きに寄与すると思われるが、これも４ステー
ジに一度、すなわちフレーム周波数の２倍の周波数で正
確に現れることになる。

【０１０７】すなわち、従来の電圧平均化法では、液晶
の光学的応答の周波数はフレーム周期に等しかったが、
本発明の駆動法において選択コードとして反転コードを
用いれば、フレーム周波数を実質的に２倍にすることが
できる。したがってこれにより、オン輝度、およびコン
トラスト比を増加させることができる。また、いかなる
表示パターンにおいても液晶の光学的応答周期が一定な
ため、均一な表示が得られる。

【０１０８】表示データが、二値表示ではなく、（Ｕ＋
１）段（Ｕは２以上の自然数）の階調を有するものであ
る場合は、二値表示の場合とほぼ同様にして行うことが
できる。この場合、前述のように、それを構成する選択
電圧ベクトルが、実質的にα₁ ，α₂ ，・・・，α_K ，
−α₁ ，−α₂ ，・・・，−α_K のそれぞれＵ個からな
り、該選択電圧ベクトルが適宜配列されたベクトルの列
が選ばれる。

【０１０９】（Ｕ＋１）段の階調表示はこれらの、それ
ぞれＵ個ずつある（全体で２ＫＵ個）それぞれの選択電
圧ベクトルについて、合計Ｕ個のオンもしくはオフを所
定の比率で表示することにより、行うことができる。

【０１１０】具体例として、Ｌ＝Ｋ＝４であり、４階調
の表示を行う場合について説明する。このときの選択コ
ードは例えば、４次のアダマール行列から構成したもの
として、表９のようなものがある。左から右に向かって
選択パターンが進むものとし、また、上下方向の段は各
行電極に対応する。

【０１１１】

【表９】

【０１１２】または、表１０のようなものもある。

【０１１３】

【表１０】

【０１１４】上記のような場合、同種の選択パターンが
３回ずつ現れる。この３個の選択パターンをオンもしく
はオフに振り分けることにより、階調表示が可能であ
る。例えば、二つをオンとし、一つをオフとすれば、オ
ンから数えて２番目の階調に相当する表示となる。ま
た、一つをオンとし、二つをオフとすれば、オンから数
えて３番目の階調に相当する表示となる。このオン、オ
フの振り分けは、均等に行ったほうが見栄え上は有利で
ある。

【０１１５】次に、Ｌ本の行電極から構成される他の行
電極サブグループよりも少ないＬ_r本の行電極から構成
される行電極サブグループからなる部分について、その
行電極と列電極に印加する電圧については、（Ｌ−Ｌ
_r ）本の行電極を仮想的に加えて駆動することにより、
行電極サブグループを構成する行電極の本数がＬ本であ
る場合と同様に駆動できる。

【０１１６】すなわち、Ｌ_r 本の行電極からなるサブグ
ループを駆動する場合は、Ｌ_r 番目、（Ｌ_r ＋１）番
目、・・・、Ｌ番目に相当する（Ｌ−Ｌ_r ）本の行電極
を仮想的に考えるとともに、その仮想的な行電極上の表
示データも仮想的に選んでおく。この表示データは、二
値表示の場合は０または１であり、階調表示の場合はど
の階調に相当する表示データでもよい。

【０１１７】例えば、Ｌ＝４であり、Ｌ_r ＝３の行電極
サブグループを駆動する場合は、Ｌ＝４の場合に構成し
た選択コードのうちの、行電極３本分を使用する。具体
的には、もし、表１に示した選択コードを採用する場合
は、例えば、行電極２〜４にあたる３本分の選択コード
を使用して、選択パルスを印加する。選び方は、行電極
２〜４に相当するものだけではなく、行電極１〜３に相
当するものを使用するなど、他の選び方をしてもよい。

【０１１８】さらに、列電極への印加電圧は、以下のよ
うに決定される。すなわち、表示データについては、仮
想的な表示データを仮想的に加えて、表示データのベク
トルＤ_j を構成する。一方、選択パターンについては、
Ｌ_r 本の行電極用の選択コードを構成するために用いた
Ｌ本の行電極の選択コードにおける選択パターンを用い
る。そして、前述のように、これらの対応する要素ごと
に排他的論理和をとり、その総和ｉを求めることにより
列電極への印加電圧が決定される。

【０１１９】なお、以上の説明は、行電極サブグループ
を構成するＬ本の行電極がすべて実際の電極である場合
について説明したものであるが、その一部を仮想電極で
あるとして扱うことも可能である。

【０１２０】この場合は、実際の行電極サブグループを
構成する行電極に比べて、選択に必要な選択パルスおよ
び、列電極に印加すべき電圧の電圧レベルの数が最低必
要な値より大きくなることになる。しかし、列電極に印
加する電圧のレベルについて他の電圧レベルと共用する
場合などに利点のある場合がある。

【０１２１】本発明では、同時選択する行電極の本数Ｌ
は、液晶表示素子の全行電極の本数をＮ（本）、同時に
選択される複数の行電極の選択時間をＴ（秒）、液晶表
示素子の平均応答時間をτ（秒）とすると、式１で、ｋ
が２０〜２５０となるように決定される。

【０１２２】駆動回路を構成する観点からは、同時に選
択する行電極数は極めて重要である。信号線の電圧の決
定による必要な回路の演算回路、またはメモリー回路の
規模等を考慮すると、同時選択数は少ないほど好まし
い。一方、液晶緩和の抑制効果は、同時選択数が多いほ
ど大きいともいえる。こうしたことから液晶緩和の抑制
に必要な最低限の同時選択ライン数にとどめて複数ライ
ン同時選択による駆動を行うことが最も好ましいことに
なる。

【０１２３】本出願人は、これらの事情から、同時に選
択する行電極数は式１にしたがって選ばれることがもっ
とも好ましいことを見いだした。以下は、この条件につ
いて実施例をまじえながら、より詳しく説明する。

【０１２４】

【実施例】本発明の駆動法を実現するために採用した回
路の一例が図６である。以下の説明は１６階調表示を行
う場合のものである。表示データはＲ，Ｇ，Ｂ別々にア
ナログ信号で入力される。これをＲ，Ｇ，Ｂそれぞれ６
ビットのＡ／Ｄ変換器１，１，１でデジタルデータに変
換し、これを液晶の光学特性に合わせて補正器２で補正
を行って（いわゆるγ補正）、階調によって決まる所定
ビット数の階調のデータに変換し、いったん表示メモリ
３に納める。次に、この表示メモリ３から所定の順序で
読み出しを行い、データセレクタ４によりＬ個の各サブ
グループメモリ５，５，・・・，５に振り分ける。この
Ｌ個のデータをそれぞれ階調制御回路６，６，・・・，
６で、１５サイクルをひとまとめとして、１ビットのオ
ンオフ表示データ列（Ｌ個）のデータに変換し、排他的
論理和および加算器７に送る。

【０１２５】そして、これらＬビットのデータと行電極
選択パターン発生回路１１から送られるＬビットの行選
択パターンとの排他的論理和がとられ、ついで加算が行
われ、列電極ドライバ８へと送られる。行選択パターン
は遅延回路１２で１行の選択時間だけ遅延されて行電極
ドライバ１３へと送られる。行電極ドライバ１３、列電
極ドライバ８の出力は液晶パネル９の各電極に入力され
る。なお、１０はタイミング発生回路である。

【０１２６】（実施例１）上述と同様の回路構成を用いて平均応答時間が５０ｍｓ
ｅｃ（２５℃）のＳＴＮ液晶表示素子を行電極本数Ｎは
４９０本に対して、Ｌ＝７，Ｊ＝７０，Ｋ＝８とし、１
つの選択パターンに対応する選択パルス幅を変化させて
本発明の駆動法で駆動をしたところ、２５℃で最大コン
トラスト比が図９の三角印に示したようになった。

【０１２７】この液晶は、ジフルオロスチルベン系液晶
を３０ｗｔ％、トラン系液晶を４３％含有するもので、
全体としての特性は、屈折率異方性Δｎが０．２３７、
粘性ηが１２．１ｃＳｔ、透明点Ｔ_c が８６．７℃であ
った。また、液晶層厚みｄは３．７μｍで用いた。

【０１２８】また、この際、表１１に示した選択コード
を使用した。これは、表１２に示したような８次のアダ
マール行列から構成した選択コードのうち、行電極２〜
行電極８に相当する選択コードを使用したものである。

【０１２９】また、選択パターン１つを行電極に印加す
るごとに次の行電極サブグループを印加することにし、
Ｖ_i ＝Ｖ_c （２ｉ−Ｌ）／Ｌ、Ｖ_r ＝Ｖ_c Ｎ^1/2 ／Ｌと
選び、電圧の絶対値は最大のコントラスト比が得られる
ように調整した。以下の実施例においては、選択パター
ンの一つを行電極に印加するごとに次の行電極サブグル
ープに対して選択信号を印加するようにしている。

【０１３０】

【表１１】

【０１３１】

【表１２】

【０１３２】（比較例１）従来の電圧平均化法で１／４８０デューティ比、１／１
５バイアス、選択パルス幅を変化させながら、実施例１
の素子を駆動したところ、最大コントラスト比は図９の
丸印のようになった。図９から、１／４８０デューティ
比の電圧平均化法で通常用いられるパルス幅２０μｓｅ
ｃ（フレーム周波数１００Ｈｚ程度）付近で、本発明と
従来法でコントラスト比に大きな違いがあり、本発明で
は、液晶の緩和現象が抑制され、コントラスト比が極め
て高くなることが理解される。

【０１３３】（実施例２）上述の回路構成を用いて平均応答時間が２５０ｍｓｅｃ
（２５℃）のＳＴＮ液晶表示素子を行電極本数Ｎは４９
０本に対して、Ｌ＝７，Ｊ＝７０，Ｋ＝８とし、１つの
選択パターンに対応する選択パルス幅を変化させて本発
明の駆動法で駆動をしたところ、２５℃で最大コントラ
スト比が図１０の三角印に示したようになった。

【０１３４】この液晶は、ジフルオロスチルベン系液
晶、トラン系液晶をいずれも含有せず、全体としての特
性は、屈折率異方性Δｎが０．１３１、粘性ηが１８．
９ｃＳｔ、Ｔ_c が９３．９℃であった。また、液晶層厚
みｄは６．７μｍで用いた。

【０１３５】また、この際、選択コードは実施例１と同
じものを用いた。また、選択パターン１つを行電極に印
加するごとに次の行電極サブグループを印加することに
し、Ｖ_i ＝Ｖ_c （２ｉ−Ｌ）／Ｌ、Ｖ_r ＝Ｖ_c ／Ｎ^1/2
Ｌと選び、電圧の絶対値は最大のコントラスト比が得ら
れるように調整した。

【０１３６】（比較例２）従来の電圧平均化法で１／４８０デューティ比、１／１
５バイアス、選択パルス幅を変化させながら、実施例２
の素子を駆動したところ、最大コントラスト比は図１０
の丸印のようになった。図１０から、１／４８０デュー
ティ比の電圧平均化法で通常用いられるパルス幅２０μ
ｓｅｃ（フレーム周波数１００Ｈｚ程度）付近で、従来
法で、すでに液晶の緩和現象の影響が出ており、本発明
に比べてコントラスト比が下がってきていることが理解
される。

【０１３７】実施例１、２、図９、図１０から明らかに
理解されるように、選択パルス幅を短くしていくと、液
晶の緩和現象は抑制され、しだいにコントラスト比が大
きくなっていくが、ある程度のパルス幅でコントラスト
比の増加は飽和する。飽和する点は、飽和コントラスト
比の値をＣＲ₁₀₀ 、その１／２のコントラスト比の値を
ＣＲ₅₀とし、ＣＲ₅₀を示すときのパルス幅をＴ₅₀とする
と、おおよそＴ₅₀／４〜Ｔ₅₀／１２の間にある。

【０１３８】一方、同時選択する行電極の本数をＬ
（本）、液晶表示素子の全行電極の本数をＮ（本）、同
時に選択される複数の行電極の選択時間をＴ（秒）、液
晶表示素子の平均応答時間をτ（秒）とすると、これら
の間に一定の規則性があることが見いだされた。

【０１３９】図１２は、実施例１、２と同様の液晶表示
素子を用いた場合の、横軸に１本の行電極の選択時間を
Ｔ（秒）、縦軸にＣＲ₅₀を示すときの同時選択行電極数
Ｌ₅₀（本）をとったグラフである。実線は、τ＝０．０
５（秒）、破線は、τ＝０．２５（秒）を示す。τ＝
０．０５（秒）の場合は、Ｎ＝４９０（本）と２４０
（本）の場合の２通りを示し、τ＝０．２５（秒）の場
合は、Ｎ＝４９０（本）の場合を示す。

【０１４０】図１２から容易に理解されるように、おお
よそ、Ｌ₅₀はＴに比例し、τおよびＮに反比例する。ま
た、Ｌ₅₀＝ｋ・Ｎ・Ｔ／τとした場合の比例定数ｋは２
０前後となる。このことから、液晶緩和を抑制する効果
を有し、かつハードウエア上の要請から、充分に小さい
Ｌの範囲は、おおよそ前記の式１でｋを２０〜２５０程
度にとった場合である。ｋをこれより大きくとると、ハ
ードウエアの構成が困難になり、これより小さいと、液
晶緩和抑制の効果が小さい。好ましくは４０〜２５０程
度であり、特に好ましくは６０〜２５０程度である。

【０１４１】以下に選択パルス幅が１２μｓｅｃの場合
にｋに応じて計算したＬの値と、同様に２５μｓｅｃの
場合に計算した値を表１３に示す。

【０１４２】

【表１３】

【０１４３】

【発明の効果】本発明は、選択パルスを１フレーム内で
複数分散させることによって、従来の単純マトリクス方
式における電圧平均化法が１フレーム内に１本の選択パ
ルスしか存在しないのと比べて、光学的状態の変化を少
なく抑制することが可能となった。これにより、ダイナ
ミック駆動時の平均応答時間が１００ｍｓｅｃ以下、特
に５０ｍｓｅｃ以下の液晶表示素子を駆動する場合に有
効である。

【０１４４】また、本発明によれば、一つの表示データ
を表示する間に必要な選択パルスの数は、従来の電圧平
均化法に比べて実質的に変わらないので、特に高速表示
を行う場合に有利となっている。また、コントラスト比
の高い階調表示、カラー表示を行うことが可能になっ
た。

【０１４５】また、同様に駆動による表示均一性に関し
て、従来の電圧平均化法と比べてもその効果は大であ
る。

【０１４６】従来法は、表示パターンによって駆動波形
の周波数成分が大きく異なり、表示むらの要因になって
いたが、本発明においては、表示パターンによる周波数
成分の変動が少ないので、表示むらが出にくいと考えら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】表１の選択コードにしたがった場合の、行電極
サブグループ内の行電極Ｒ₁ 〜Ｒ₄ についての電位の時
系列変化を示すグラフ

【図２】液晶表示素子の表示パターンを示す概念図

【図３】表１の選択コードにしたがった場合の、図２の
表示パターンで列電極Ｃ₁ ，Ｃ₂ ，Ｃ₃ ，Ｃ₉ に印加す
る電圧を示すグラフ

【図４】表１の選択コードにしたがった場合の、図２の
表示パターンでＲ₁ −Ｃ₉ およびＲ₂ −Ｃ₉ の電圧を示
すグラフ

【図５】実効値応答およびピーク値応答を示すグラフ

【図６】本発明の駆動法を実現する回路の一例を示すブ
ロック図

【図７】表４の選択コードにしたがった場合の、行電極
サブグループ内の行電極Ｒ₁ 〜Ｒ₃ についての電位の時
系列変化を示すグラフ

【図８】表４の選択コードにしたがった場合の、各表示
パターンで列電極に印加すべき電圧波形を示すグラフ

【図９】従来法と本発明の駆動法で、選択パルス幅を変
化させたときの、コントラスト比変化のグラフ

【図１０】従来法と本発明の駆動法で、選択パルス幅を
変化させたときの、コントラスト比変化のグラフ

【図１１】図７におけるＲ₃ 上での印加電圧の波形を表
したグラフ

【図１２】横軸に同時に選択される複数の行電極の選択
時間をＴ（秒）、縦軸にＣＲ₅₀を示すときの同時選択行
電極数Ｌ₅₀（本）をとったグラフ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高英昌神奈川県横浜市神奈川区羽沢町松原1160 番地エイ・ジー・テクノロジー株式会社内 (72)発明者桑田武志神奈川県横浜市神奈川区羽沢町松原1160 番地エイ・ジー・テクノロジー株式会社内 (72)発明者テムカーエヌルックモンガザン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)発明者大西孝宣神奈川県横浜市神奈川区羽沢町松原1160 番地エイ・ジー・テクノロジー株式会社内 (72)発明者長野英幸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 (56)参考文献特開平５−100642（ＪＰ，Ａ) 特開平６−89082（ＪＰ，Ａ) 特表平６−508451（ＪＰ，Ａ) 国際公開93／23844（ＷＯ，Ａ１) Ｔ．Ｎ．ＲＵＣＫＭＯＮＧＡＴＨＡＮ，ＡＧＥＮＥＲＡＬＩＺＥＤＡＤＤＲＥＳＳＩＮＧＴＥＣＨＮＩＱＵＥＦＯＲＲＭＳＲＥＳＰＯＮＤＩＮＧＭＡＴＲＩＸＬＣＤＳ，ＣＯＮＦＥＲＥＮＣＥＲＥＣＯＲＤＯＦＴＨＥ 1988 ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬＤＩＳＰＬＡＹＲＥＳＥＡＲＣＨＣＯＮＦＥＲＥＮＣＥ，米国，1988年 12月18日，ｐ80−85 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09G 3/00 - 3/38 G02F 1/133 505 - 580

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の行電極と複数の列電極とからなるマ
トリクス型液晶表示素子の駆動法において、行電極のうちのＪ×Ｌ本を（ＪおよびＬはそれぞれ２以
上の整数）それぞれＬ本の行電極からなるＪ個の行電極
サブグループに分けて、この行電極サブグループについ
て一括して選択して行う駆動法であって、以下のような条件を満足して行電極サブグループの選択
を行うことを特徴とする液晶表示素子の駆動法。（１）Ｌは液晶表示素子の全行電極の本数をＮ（本）、
同時に選択される複数の行電極の選択時間をＴ（秒）、
液晶表示素子の平均応答時間をτ（秒）とすると、以下
の式１でｋ＝２０〜２５０となる値として、決定され
る。Ｌ＝ｋ・Ｎ・Ｔ／τ・・・式１（２）行電極には、選択時には中間電圧に対して正また
は負の方向にＶ_r （Ｖ_r ＞０）の振幅で電圧印加され、
また、非選択時には前記中間電圧を印加される。（３）選択電圧行列として、要素が電圧＋Ｖ_r に対応す
る＋１もしくは−Ｖ_rに対応する−１とからなる、Ｌ行
を有する直交行列Ａを選ぶ。（４）行電極サブグループの選択時には、選択電圧行列
の列ベクトルの要素と該行電極サブグループを構成する
行電極における電圧振幅とが対応するように、電圧印加
される。
【請求項２】選択電圧行列の列ベクトルに対応する電圧
を行電極サブグループにひとつ印加するごとに、次の行
電極サブグループに選択電圧を印加するようにすること
を特徴とする請求項１記載の液晶表示素子の駆動法。
【請求項３】Ｌ_r 本の行電極（Ｌ_r ＜Ｌ）からなる行電
極サブグループについては、（Ｌ−Ｌ_r ）本の行電極を
仮想的に加えて駆動することを特徴とする請求項１また
は２記載の液晶表示素子の駆動法。
【請求項４】行電極サブグループを構成するＬ本の行電
極のうち、一部は、仮想的な電極であることを特徴とす
る請求項１、２または３記載の液晶表示素子の駆動法。
【請求項５】駆動に用いる選択電圧行列の選択電圧ベク
トルの配列をサブグループひとつごとに入れ替えて用い
る請求項１、２、３または４に記載の液晶表示素子の駆
動方法。
【請求項６】駆動に用いる選択電圧行列の選択電圧ベク
トルの配列をサブグループふたつごとに入れ替えて用い
る請求項１、２、３または４に記載の液晶表示素子の駆
動方法。
【請求項７】駆動に用いる選択電圧列の選択電圧ベクト
ルの配列が、特定のサブグループ内のそれぞれの行電極
同士で入れ替わるようにする請求項１、２、３または４
に記載の液晶表示素子の駆動方法。
【請求項８】駆動に用いる選択電圧列の選択電圧ベクト
ルの配列が、ランダムに入れ替わるようにする請求項
１、２、３または４に記載の液晶表示素子の駆動方法。
【請求項９】駆動に用いる選択電圧行列の選択電圧ベク
トルの配列を表示データごとに入れ替えて用いる請求項
１、２、３または４に記載の液晶表示素子の駆動方法。
【請求項１０】駆動に用いる選択電圧行列の選択電圧ベ
クトルの集合として、α ₁ ，α ₂ ，・・・，α _K ，−α
₁ ，−α ₂ ，・・・，−α _K を用いる請求項１〜９のい
ずれか１項に記載の液晶表示素子の駆動方法。
【請求項１１】駆動に用いる選択電圧行列として、式２
Ｂの４行４列の行列をえらび、その各列ベクトルを順に
α ₁ ，α ₂ ，α ₃ ，α ₄ とし、α ₁ ，α ₂ ，α ₃ ，α
₄ ，−α ₁ ，−α ₂ −α ₃ ，−α ₄ からなる選択電圧ベ
クトルの集合を用いる請求項１〜９のいずれか１項に記
載の液晶表示素子の駆動方法。【数１】