JP3960043B2 - 液晶表示装置の駆動方法および駆動回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の行電極と複数の列電極とを有する単純マトリックス液晶表示装置における駆動回路の回路規模を大きくすることなくディスプレイオフを実現できる駆動方法および駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
複数の行電極と複数の列電極とを有する単純マトリックス液晶表示装置の駆動方法として、行電極を1つずつ選択する線順次駆動法がある。線順次駆動法には、電圧の基準レベルを変化させないAPT(Alto Pleshko Technique)や一定周期で電圧の基準レベルを変化させるIAPT(Improved APT)などがある。また、単純マトリックス液晶表示装置の駆動方法として、複数の行電極を同時に選択する複数ライン同時選択駆動法(マルチラインアドレッシング法:MLA法)と呼ばれる駆動法がある。
【0003】
液晶表示装置は、マンマシンインタフェース用の表示デバイスとして広く利用されている。例えば、軽量薄型の特徴を活かして、PDA(携帯情報端末)や携帯電話などに広く利用されている。そのような用途において、デューティの異なる表示状態に切り替えるときの移行期間、電源を落とす直前の保護、消費電力の節減などのために、電源回路を動作状態にしたままで液晶素子に対する印加電圧を0Vにして全画面を非表示状態とする非表示期間を設定することが求められる。
【0004】
例えば、1/160デューティで全画面表示を行っているときに、1/64デューティでの部分画面表示に切り替える場合を考える。全画面表示から部分画面表示に切り替える場合には、駆動電圧値を変えなければならない。ところが、駆動電圧を発生する電源回路は、駆動電圧値を切り替えるように指令を受けて切替処理を開始しても、直ちに出力電圧値を切り替えることはできない。つまり、電源回路の出力電圧値は徐々に変化する。その結果、全画面表示から部分画面表示に切り替えた直後では、全画面表示に適した駆動電圧によって部分画面表示が行われ、その後、徐々に駆動電圧が部分画面表示に適した値に変化する。すると、表示を切り替えた直後では、液晶素子に印加される実効電圧が急激に高くなって、一旦表示が白くなり、その後、徐々に適当な明るさでの表示に戻る。同様に、部分画面表示から全画面表示に切り替える場合には、表示を切り替えた直後では、部分画面表示に適した駆動電圧によって全画面表示が行われ、その後、徐々に駆動電圧が全画面表示に適した値に変化する。その結果、表示を切り替えた直後では、液晶素子に印加される実効電圧が急激に低くなって、一旦表示が暗くなり、その後、徐々に適当な明るさでの表示に戻る。
【0005】
よって、表示切替を行う際に使用者は表示に対して違和感を感じる。そのような問題を回避するために、全画面表示から部分画面表示に切り替える際、および部分画面表示から全画面表示に切り替える際に、電源回路を動作状態にしたままで表示をオフ状態にする非表示期間を挿入する。非表示期間では、行電極と列電極とに同じ値の電圧を印加して電位差を0Vにする。すなわち、液晶素子に印加される電圧を0Vにする。そして、非表示期間が開始したら電源回路に対して出力電圧の値を表示切替後の電圧値にするように指示を与え、電源回路の出力電圧の値が切替後の値に安定した後に、非表示期間を終了して、画面切替後の部分画面表示または全画面表示を開始する。
【0006】
表示切り替えに際して非表示期間を設けることによって、一旦表示が白くなったり暗くなったりする異常表示を、視認者に見せないようにすることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図13の電圧印加シーケンス図に示すように駆動法としてIAPTを用いている場合には容易に行電極と列電極との電位差を0Vにすることができる。しかし、APTや同時選択ライン数が奇数のMLA法を用いている場合には、行電極と列電極との電位差を0Vにすることは容易ではない。図13に示すように、IAPTでは、通常表示期間(表示データにもとづく表示が行われる表示期間)において、行電極を駆動するための駆動電圧値と列電極を駆動する駆動電圧値との中に共通の値(V0およびV5)がある。
【0008】
従って、非表示期間では、共通の値(例えばV0)の駆動電圧を行電極と列電極とに印加するだけで、行電極と列電極との電位差を0Vにすることができる。なお、図13において、(COM)は行電極を駆動するための駆動電圧を示し、(SEG)は列電極を駆動するための駆動電圧を示し、(SEG,COM)は列電極と行電極の双方に印加されうる駆動電圧を示す。また、太い実線は列電極に印加される駆動電圧を示し、破線は行電極に印加される駆動電圧を示す。
【0009】
しかし、駆動法としてAPTを用いている場合には、通常表示期間において行電極を駆動するための駆動電圧値と列電極を駆動する駆動電圧値との中に共通の値がない。そこで、通常表示期間では必要とされない値の駆動電圧を、非表示期間において行電極または列電極に印加することができるように駆動回路を変更しなければならない。例えば、図14のAPTの電圧印加シーケンス図に示すように、通常表示期間では列電極の駆動のためにのみ用いられるV1を行電極にも印加できるように駆動回路を構成して、共通の値の駆動電圧を行電極と列電極とに印加できるようにする。
【0010】
駆動法としてAPTを用いている場合には、通常表示期間において、行電極に印加される駆動電圧はV0,V2およびV4であり、列電極に印加される電圧はV1およびV3である。しかし、非表示期間において行電極を駆動するための駆動電圧値と列電極を駆動する駆動電圧値とを同じにするために、図14に示すように行電極にも電圧V1が印加可能になるように駆動回路を構成しなければならない。
【0011】
図14に示す従来例では、行電極にもV1が印加可能になるように駆動回路が構成され、非表示期間において行電極と列電極とにV1が印加されるが、列電極にもV2が印加可能になるように駆動回路が構成され、非表示期間では、行電極と列電極とにV2が印加されるように構成されることもある。
【0012】
また、同時選択ライン数が奇数のMLA法を用いている場合にも、APTを用いている場合と同様に、通常表示期間において行電極を駆動するための駆動電圧値と列電極を駆動する駆動電圧値との中に共通の値がない。従って、同時選択ライン数が奇数のMLA法を用いている場合にも、通常表示期間では必要とされない値の駆動電圧を、非表示期間において行電極に印加することができるように駆動回路を変更しなければならない。
【0013】
通常、列電極の駆動のために用いられるV1は接地電位となっているので、非表示期間において、行電極の駆動のために用いられるV2を強制的に接地電位にすることによっても、共通の値の駆動電圧を行電極と列電極とに印加できる。すなわち、非表示期間では、全ての行電極にV2を印加するとともに列電極にV1を印加し、かつ、V2を強制的に接地電位にする。
【0014】
しかし、V2を強制的に接地電位にするように構成する場合には、非表示期間が終了するときに、V2を元のレベルに戻す必要がある。すると、レベルを元に戻すときに、電源が不安定になったり電圧波形が不安定になったりするので、ちらつく表示が現れたりする。また、そのような不安定な期間で表示がなされないように、V2が元のレベルに安定してから通常表示期間を再開するように駆動回路を構成することもある。しかし、そのような構成では、比較的大きな値の直流電圧が液晶素子に印加され続けるので、液晶素子を劣化させるという問題がある。さらに、電源回路のV1の出力とV2の出力との間にオフセットがあると、非表示期間において液晶素子に直流電圧が印加されることになり、やはり、液晶素子を劣化させる。
【0015】
また、本来行電極または列電極の駆動のためにのみ用いられる駆動電圧を、行電極および列電極のいずれにも印加できるように駆動回路を構成する場合には、行電極を駆動する駆動電圧のレベル数または列電極を駆動する駆動電圧のレベル数が増える。すると、行電極を駆動するための行ドライバまたは列電極を駆動するための列ドライバにおいて、複数の駆動電圧から1つの駆動電圧を選択するスイッチの規模が大きくなる。その結果、駆動回路の回路規模が大きくなり、駆動回路のコストが増大する。
【0016】
そこで、本発明は、行電極を駆動するための駆動電圧値と列電極を駆動する駆動電圧値との中に共通の値がない場合でも、駆動電圧のレベルを変更したり駆動電圧のレベル数を増加させることなく非表示を実現できる液晶表示装置の駆動方法および駆動回路を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明の態様1は、複数の行電極と複数の列電極とを備え、行電極と列電極との間に液晶層を配置し、行電極に印加する選択電圧と非選択電圧とを設け、列電極に印加する表示用の駆動電圧を複数設け、表示期間中は選択行に選択電圧を印加し、非選択行に非選択電圧を印加するとともに、表示データにもとづいて駆動電圧を選択して列電極に印加する液晶表示装置の駆動方法において、表示期間以外に、実質的に表示を行わない非表示期間を設け、駆動電圧から二つの駆動電圧を選択し、非表示期間中に列電極に印加する正側非表示駆動電圧および負側非表示駆動電圧として用い、非選択電圧と正側非表示駆動電圧および負側非表示駆動電圧との電位関係を、非選択電圧が正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧との中間電圧の付近に位置するように設定し、かつ、正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧との間に他の駆動電圧が存在しないように設定し、非表示期間中では非選択電圧を全ての行電極に印加するとともに、正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧を全ての列電極に交互に印加して液晶層の交流駆動を行うことを特徴とする駆動方法を提供する。
【0018】
態様2は、態様1において、表示期間中に、列電極に印加する表示用の駆動電圧の極性反転周期をT1とし、非表示期間中に、列電極に印加する非表示用の駆動電圧の極性反転周期をT2とすると、T2≧T1であることを特徴とする駆動方法を提供する。非表示期間では表示が見えないので、極性反転周期を長くしてもよく、極性反転周期を長くすることによって消費電力を低減できる。
【0019】
態様3は、態様1において、非表示期間中に、列電極に印加する非表示用の駆動電圧の極性反転周期が2フレーム期間であることを特徴とする駆動方法を提供する。
【0020】
態様4は、態様1ないし3において、表示期間に、行電極を奇数本同時に選択することを特徴とする駆動方法を提供する。
【0021】
態様5は、正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧の中間電圧と、非選択電圧との差が50mV以内であることを特徴とする駆動方法を提供する。
【0022】
態様6は、駆動電圧が二つであることを特徴とする駆動方法を提供する。
【0023】
態様7は、複数の行電極と複数の列電極とが備えられ、行電極と列電極との間に液晶層が配置され、液晶駆動電圧発生部によって、行電極に印加される選択電圧と非選択電圧とが発生され、列電極に印加される表示用の駆動電圧が複数発生され、表示期間中では行電極駆動部によって選択行に選択電圧が印加され、非選択行に非選択電圧が印加されるとともに、表示データにもとづいて複数の駆動電圧から選択された駆動電圧が列電極駆動部によって列電極に印加される液晶表示装置の駆動回路において、表示期間以外に、実質的に表示を行わない非表示期間が設けられ、複数の駆動電圧から二つの駆動電圧が選択され、非表示期間中に列電極に印加される正側非表示駆動電圧および負側非表示駆動電圧として用いられ、非選択電圧と正側非表示駆動電圧および負側非表示駆動電圧との電位関係が、非選択電圧が正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧との中間電圧の付近に位置するように設定され、かつ、正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧との間に、他の駆動電圧が存在しないように設定され、非表示期間中では、非選択電圧が全ての行電極に印加されるとともに、正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧が全ての列電極に交互に印加されて液晶層の交流駆動が行なわれ、非表示期間の動作を起動させる制御部がさらに設けられたことを特徴とする駆動回路を提供する。
【0024】
態様8は、態様7において、表示期間に、行電極駆動部によって、行電極が奇数本同時に選択されるように構成されたことを特徴とする駆動回路を提供する。
【0025】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1の駆動回路を液晶パネル1とともに示すブロック図である。図1に示す構成において、液晶パネル1は、複数の行電極と複数の列電極との間にSTN液晶が備えられたものである。そして、行電極は、行ドライバ2によってAPTで駆動される。また、列電極には、列ドライバ3によって表示データに応じた電圧が印加される。
【0026】
MPUインタフェース部41は、駆動回路外のMPUからのコマンドおよびデータを振り分ける回路である。コマンドデコーダ42は、MPUインタフェース部41を介してMPUから受信したコマンドをデコードしデコード結果をタイミング発生回路43に出力する回路である。タイミング発生回路43は、駆動のタイミングを示す信号および駆動電圧比やコントラスト電圧値といった設定信号を発生する回路である。発振回路44は、駆動のタイミングを規定するクロック信号を発生してタイミング発生回路43やその他の回路に供給する回路である。
【0027】
表示データRAM45は、MPUインタフェース部41を介してMPUから受信した表示データを一時格納するための記憶回路である。アドレスコントロール回路46は、表示データRAM45の書込アドレスおよび読み出しアドレスを管理する回路である。
【0028】
電源回路5は、複数の電圧レベルの液晶駆動用電圧(駆動電圧)を発生して行ドライバ2および列ドライバ3に供給する回路である。
【0029】
タイミング発生回路43は、行ドライバ2および列ドライバ3に対して、少なくとも、1フレームの開始を示すFLM(ファーストラインマーカ)、駆動行(選択行)の切替を示すLP(ラッチパルス)、交流駆動を行う際の交流化を指示するM(出力反転信号)および非表示指示信号である/DOFF(ディスプレイオフ信号)を出力する。また、アドレスコントロール回路46に、FLMやLPを出力する。行ドライバ2は、FLMが入力されると、それに続いて入力されるLPに応じて駆動行を切り替える。列ドライバ3は、LPが入力されると、表示データメモリRAM45からの表示データを取り込むとともに、取り込んでいる表示データに応じた電圧を列電極に印加する。
【0030】
なお、行電極駆動部としての行ドライバ2に、非選択電圧を全ての行電極に印加させ、列電極駆動部としての列ドライバ3に、非選択電圧に最も近く非選択電圧に対する電圧絶対値が等しく非選択電圧に対して正側および負側の2種類の駆動電圧を交互に列電極に印加させて非表示期間を設定する制御部は、図1に示す構成では、タイミング発生回路43で実現されている。
【0031】
図2は、液晶駆動電圧発生部としての電源回路5の一例を示すブロック図である。図2に示す電源回路5において、昇圧型のDC−DCコンバータ51は、外部からの動作電圧としての電源電圧Vddを昇圧して電圧VoutおよびV4inを生成する。さらに、電源回路5は、抵抗401〜404によって、電圧V4inと接地電位GNDから電圧V0〜V4を発生して行ドライバ2および列ドライバ3に供給する。電源回路5において、電圧V0〜V4出力は、ボルテージフォロワ接続された演算増幅器301〜304によって駆動能力が上げられる。
【0032】
図3の駆動電圧を説明するための説明図に示すように、V4は交流駆動の正極性駆動時の選択電圧(行ドライバ2が選択時に出力する駆動電圧)として使用される。V3は負極性駆動時のオン駆動電圧(列ドライバ3がオン表示時に出力する駆動電圧)および正極性駆動時のオフ駆動電圧(列ドライバ3がオフ表示時に出力する駆動電圧)として使用される。V2は非選択電圧(行ドライバ2が非選択時に出力する駆動電圧)として使用される。V1は正極性駆動時のオン駆動電圧および負極性駆動時のオフ駆動電圧として使用される。そして、V0は負極性駆動時の選択電圧として使用される。なお、本実施の形態では、上記のMがローレベルであるときが、正極性駆動時である。
【0033】
次に、本実施の形態の駆動回路の非表示期間の設定に関わる動作を、図4のタイミング図および図5の駆動回路の動作を示すフローチャートを参照して説明する。ここでは、全画面表示を行っている通常表示期間から部分画面表示を行う通常表示期間に移行する場合を例にする。本実施の形態では、全画面表示とは所定のデューティ比(例えば1/160デューティ)で駆動される場合の表示であり、部分画面表示とは全画面表示時のデューティ比よりも小さいデューティ比(例えば1/64デューティ)で駆動される場合の表示である。
【0034】
図4において、(a)はMPUから出力されるコマンドの出力タイミング例を示す。(b)はタイミング発生回路43から出力される/DOFFを示す。(c)は液晶素子に印加される駆動電圧を示す。(c)に示す全画面表示用電圧レベルとは全画面表示時に液晶素子に印加される駆動電圧のレベルであり、部分画面表示用電圧レベルとは部分画面表示時に液晶素子に印加される駆動電圧のレベルである。(d)は列電極に印加される駆動電圧波形例を示す。(e)は行電極に印加される駆動電圧波形例を示す。(f)は液晶パネル1の表示状態を示す。(f)において全画面表示および部分画面表示は行電極に線順次に選択電圧(選択された行電極に印加される駆動電圧)が印加されている状態であり、全画面表示または部分画面表示の状態にある期間が表示期間(通常表示期間)である。また、非表示とは表示が消去されている状態であり、非表示の状態にある期間が非表示期間である。
【0035】
図4の(a)に示すように、駆動回路の外部のMPUからディスプレイオフを示すコマンドが駆動回路に出力されると(ステップS1)、駆動回路において、MPUインタフェース部41は、コマンドを入力し、入力したコマンドをコマンドデコーダ42に引き渡す。コマンドデコーダ42は、コマンドを解析して、そのコマンドがディスプレイオフを示すコマンドであることを認識すると、タイミング発生回路43に/DOFFを発生するように指示する。タイミング発生回路43は、指示に応じて行ドライバ2と列ドライバ3とに/DOFFを出力する(ステップS2)。具体的には、行ドライバ2と列ドライバ3とに至る/DOFFの信号線のレベルをローレベルにする。
【0036】
図4の(e)に示すように、行ドライバ2は、/DOFFを受けると、全ての行電極にV2を印加する。また、図4の(d)に示すように、列ドライバ3は、/DOFFを受けると、全ての列電極にV1とV3とを一定周期で交互に印加する(ステップS3)。なお、V1の印加継続時間とV3の印加継続時間とは等しい。
【0037】
図6は、列ドライバ3における駆動電圧切替部分の構成例を示すブロック図である。図6に示す構成では、列ドライバ3は、クロック信号を計数するカウンタ31を有する。カウンタ31は、/DOFFが入力されるとカウント可能な状態になり、計数値が、V1またはV3の印加継続時間に相当する値になると、計数値を初期化するとともに、切替部32に対してV1とV3との切替を示す信号を与える。切替部32は、/DOFFが出力されている間では、カウンタ31の指示に応じてV1とV3とを切り替える。また、/DOFF信号が出力されていない間では、表示データに従ってV1とV3とを切り替える。
【0038】
また、図4の(a)に示すように、MPUは、ディスプレイオフを示すコマンドを出力した後、部分画面表示に切り替えることを示すコマンドを出力する(ステップS4)。駆動回路において、MPUインタフェース部41は、コマンドを入力し、入力したコマンドをコマンドデコーダ42に引き渡す。コマンドデコーダ42は、コマンドを解析して、そのコマンドが部分画面表示に切り替えることを示すコマンドであることを認識すると、出力する駆動電圧V0〜V4のレベルを、通常表示用電圧レベルから部分画面表示用電圧レベルに切り替えるように電源回路5に指示する(ステップS5)。
【0039】
タイミング発生回路43から電源回路5には、シリアル信号とクロック信号とを伝達するための信号線が設けられている。また、電源回路5は、駆動電圧V0〜V4を生成するボルテージフォロワ接続された演算増幅器301〜304の電源Voutを生成するとともに、V4inを生成する電子ボリューム付きの液晶電圧発生回路を内蔵している。DC−DCコンバータ51は、タイミング発生回路43からのシリアル信号が示すデータに応じた値のV4inを生成する。部分画面表示に切り替える場合には、タイミング発生回路43は、クロック信号に同期して、部分画面表示に応じた電子ボリュームの値(V4inに対応した値)を示すデータをシリアル信号によって電源回路5に転送する。また、タイミング発生回路43は、アドレスコントロール回路46および行ドライバ2に対して、部分画面表示に応じたデューティおよびフレーム周波数を通知する(ステップS5)。
【0040】
MPUは、ディスプレイオフを示すコマンドを出力した後、数100ms後にディスプレイオフの解除を示すコマンドを出力する(ステップS7)。通常、200〜300msで、電源回路5の出力電圧は部分画面表示用電圧レベルに安定する(ステップS6)。よって、MPUは、ディスプレイオフを示すコマンドを出力した後、200〜300ms後にディスプレイオフの解除を示すコマンドを出力する。
【0041】
駆動回路において、MPUインタフェース部41は、コマンドを入力し、入力したコマンドをコマンドデコーダ42に引き渡す。コマンドデコーダ42は、コマンドを解析して、そのコマンドがディスプレイオフの解除を示すコマンドであることを認識すると、タイミング発生回路43に/DOFFを解除するように指示する。タイミング発生回路43は、指示に応じて行ドライバ2と列ドライバ3とに対する/DOFFの出力を解除する(ステップS8)。具体的には、行ドライバ2と列ドライバ3とに至る/DOFFの信号線のレベルをハイレベルにする。
【0042】
/DOFFが解除されたことに応じて、行ドライバ2は線順次に選択電圧を行電極に印加する通常表示期間の状態に戻る。行ドライバ2には既に部分画面表示に応じたデューティおよびフレーム周波数が通知されているので、行ドライバ2は、直ちに部分画面表示に応じたデューティおよびフレーム周波数で行電極を駆動できる(ステップS9)。また、アドレスコントロール回路46には既にデューティおよびフレーム周波数が通知されている。従って、アドレスコントロール回路46は、直ちに部分画面表示に応じたデューティおよびフレーム周波数で、表示データを表示データRAM45から列ドライバ3に出力させることができる。
【0043】
本実施の形態では、非表示期間では、行ドライバ2は、通常表示期間において使用される非選択電圧であるV2を全ての行電極に印加する。また、列ドライバ3は、通常表示期間において使用されるオン駆動電圧とオフ駆動電圧とを一定周期で交互に列電極に印加する。従って、列電極の駆動のためにのみ用いられるV1を行電極にも印加できるように駆動回路を構成したり、行電極の駆動のために用いられるV2を強制的に接地電位にしたりする必要はない。
【0044】
図7は、非表示期間における液晶素子への駆動電圧を示す電圧印加シーケンス図である。非表示期間において、一定周期で交互に列電極に印加される2種類の駆動電圧V1,V3の行電極に印加されるV2に対する電位差の絶対値は等しい。すなわち、|V3−V2|=|V2−V1|である。すなわち、オン駆動電圧およびオフ駆動電圧は、非選択電圧に最も近く、非選択電圧に対する電圧絶対値が等しく非選択電圧に対して正側および負側の駆動電圧である。
【0045】
本実施の形態では、行電極を駆動するための駆動電圧値と列電極を駆動する駆動電圧値との中に共通の値がない場合でも、駆動電圧のレベルを変更したりレベル数を増加させることなく非表示を実現できる。その結果、列ドライバ3において、複数の駆動電圧から1つの駆動電圧を選択する切替部32の規模が大きくなることもないし、V2の値を変更することによって電源が不安定になったり電圧波形が不安定になったりすることもない。
【0046】
また、非表示期間では、列電極に対して全面オン表示または全面オフ表示に対応した駆動電圧が印加されるが、行電極には選択電圧は印加されない。よって、例えば、通常の全面オフ表示のときの実効電圧よりも十分低い実効電圧(約1/2)しか液晶素子に印加されない。従って、表示は視認者には見えない。また、列電極に対する印加電圧が一定周期で極性反転することになるので、液晶素子に直流成分が印加されることもない。
【0047】
非表示期間における極性反転周期(T2とする)は、消費電力低減の観点から比較的長い方がよい。通常表示期間ではクロストークやフリッカを低減する等の観点から極性反転周期(T1とする)が数〜数10行の行電極を選択する期間とされるのに対して、非表示期間では表示が見えないので、極性反転周期を長くしてもよい。すなわち、T2≧T1としてもよい。例えば、非表示期間において、列電極に印加する非表示用の駆動電圧の極性反転周期が2フレーム期間であるようにしてもよい。換言すれば、列電極に印加するオン駆動電圧の印加継続時間およびオフ駆動電圧の印加継続時間は、それぞれ、通常表示期間中に全ての行電極に対して1度ずつ電圧を印加し終わるまでの期間である1フレーム期間に等しくしてもよい。
【0048】
図8は、非選択電圧と、正側非表示駆動電圧および負側非表示駆動電圧との電位関係を示す説明図である。(A)は本実施の形態における電位関係を示し、(B)は比較例としてのIAPT法による電位関係(図13参照)を示す。以上に説明したように、本実施の形態では、表示用の駆動電圧から二つの駆動電圧(本実施の形態ではV1,V3)を選択し、非表示期間中に列電極に印加する正側非表示駆動電圧(本実施の形態ではV3)および負側非表示駆動電圧(本実施の形態ではV3)として用い、非選択電圧(本実施の形態ではV2)と、正側非表示駆動電圧および負側非表示駆動電圧との電位関係を、非選択電圧が正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧との中間電圧の付近に位置するように設定し、かつ、正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧との間に他の駆動電圧が存在しないように設定する駆動方法が実現される。また、非表示期間中では非選択電圧を全ての行電極に印加するとともに、正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧を全ての列電極に交互に印加して液晶層の交流駆動が行われている。なお、正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧の中間電圧は非選択電圧と一致していることが好ましいが、一致していない場合には、正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧の中間電圧と、非選択電圧との差は50mV以内であることが好ましい。
【0049】
(比較例)
図9は、通常表示期間では行電極の駆動のためにのみ用いられるV2を、非表示期間において列電極にも印加できるように駆動回路を構成した場合の列ドライバにおける駆動電圧切替部分を示すブロック図である。本来、表示のためには列ドライバは、駆動電圧としてV1とV3とを使用すればよい。よって、2入力から1入力を選択するスイッチが設けられていればよい。しかし、V2を列電極にも印加できるようにすると、列ドライバの切替部33に、3入力から1入力を選択するスイッチを設ける必要がある。
【0050】
図6に示す本実施の形態の切替部32と図9に示す比較例としての切替部33とを比較すると、切替部32の方がスイッチの規模が小さくなっている。切替部32または切替部33は全ての列電極に対応して設けられるので、図9に示すように構成した場合には、駆動回路の規模が非常に大きくなってしまう。
【0051】
(実施の形態2)
図10は、本発明の実施の形態2の駆動回路を液晶パネル1とともに示すブロック図である。図10に示す駆動回路は、図1に示す実施の形態1の駆動回路に対して、タイミング発生回路43と行ドライバ2との間に直交関数発生回路6が追加され、表示データRAM45と列ドライバ3との間にMLA演算回路7が設けられた構成である。図10に示す駆動回路は、MLA法によって液晶素子を駆動する。MLA法は、複数の行電極を一括して選択して駆動する方法である。
【0052】
同時選択される各行電極に印加される電圧パルス電圧群(選択パルス群)は、L行K列の行列で表すことができる。以下、この行列を選択行列(A)という。Lは同時選択ライン数である。選択パルス群は、互いに直交するベクトル群として表される。従って、それらのベクトルを要素として含む行列は直交行列となる。
【0053】
直交行列における各行は液晶表示装置の各行電極に対応する。例えば、選択ライン中の第1番目のラインに対して、選択行列(A)の第1行目の要素が適用される。すなわち1列目の要素、2列目の要素の順に選択パルスが、第1番目の行電極に印加される。
【0054】
図11は、同時選択ライン数が3である場合に選択行列(A)として使用しうる4行4列の直交行列の一例を示す説明図である。同時選択ライン数が3である場合には、選択行列(A)として、例えば4行4列の直交行列のうちの3行4列の部分を使用する。図11に示す直交行列において、「1」は正の選択パルス、「−1」は負の選択パルスを意味する。列電極に印加されるべき電圧は、表示データ(例えば、オン表示「−1」,オフ表示「1」とする。)とそれに対応する行選択パターンとについてビットごとに積をとり、それらの結果の和をとったものに対応する。従って、列電極に印加されるべき電圧の種類は、「−3」,「−1」,「1」,「3」の4種類である。このように、MLA法では、列電極に印加される駆動電圧のレベル数(種類)は、同時選択ライン数+1になる。
【0055】
通常表示期間において、直交関数発生回路6は、直交行列を保持し、選択期間毎に出力されるタイミングコントロール回路43からの指示信号に応じて、直交行列の要素を行ドライバ2およびMLA演算回路7に出力する。MLA演算回路7は、表示データRAM45から出力される表示データと直交関数発生回路6から出力される直交行列の要素との積和演算を行って列電極に印加される列電圧パターンを生成する。そして、列電圧パターンを列ドライバ3に出力する。列ドライバ3は、列電圧パターンに応じた駆動電圧を列電極に印加する。
【0056】
MLA法には、駆動電圧のレベル数を低減するために、同時選択されるラインの一部を実際に表示させない仮想行とする方法がある。図12は、4行4列のアダマール行列を用い、4行目を仮想行とした場合のMLA法を示す説明図である。図12において、(a)は選択行列および表示データの例、(b)は画像表示パターンおよび駆動電圧パターンの例を示す。列電極i,jにおいて行電極L=1,L=2,L=3で表示される表示データとそれに対応する仮想行データとを図12(a)に示すようにすると、列表示パターンは、図12(b)に示すようなベクトル(d)で表される。
【0057】
列電極i,jに順次印加されるべき駆動電圧パターンは、列表示パターンとそれに対応する行選択パターンとについてビットごとに積をとり、それらの結果の和をとったものに対応するので、列電極i,jに順次印加されるべき電圧パターンは、図12(b)に示す「−2」と「2」との2種の値を要素とするベクトル(v)のようになる。つまり、同時選択ライン数を3として1行の仮想行を設けた場合には、列電極に印加される駆動電圧のレベル数を2に削減することができる。
【0058】
従って、図3に示す実施の形態1のAPTの場合と同様に、駆動電圧を設定することができる。すなわち、V2を非選択電圧とし、「−2」に対応するV1と「2」に対応するV3とをオン駆動電圧またはオフ駆動電圧とすることができる。なお、このような駆動法でも、オン時に液晶素子に印加される実効電圧とオフ時に液晶素子に印加される実効電圧は、それぞれ一定である。
【0059】
よって、同時選択ライン数が3で1行の仮想行を設けたMLA法を用いて液晶パネル1を駆動する場合にも、実施の形態1の場合と同様に、非表示期間では、行ドライバ2が、非選択電圧を全ての行電極に印加し、列ドライバ3が、オン駆動電圧とオフ駆動電圧とを一定周期で交互に列電極に印加することが有効である。すなわち、同時選択数が3であり、かつ駆動電圧を印加しない1つの仮想行を設定し、選択された3本の行電極に対して直交行列の要素にもとづく所定の電圧を選択期間の間に印加する駆動方法を用いる場合にも、列ドライバ3が、オン駆動電圧とオフ駆動電圧とを一定周期で交互に列電極に印加することによって非表示期間を実現できる。
【0060】
実施の形態1の場合と同様に、MPUからディスプレイオフを示すコマンドが駆動回路に出力されると、図10に示すタイミング発生回路43は、ディスプレイオフを示すコマンドを入力したコマンドデコーダ42からの指示に応じて、行ドライバ2と列ドライバ3とに/DOFFを出力する。また、コマンドデコーダ42は、MPUから入力したコマンドが部分画面表示に切り替えることを示すコマンドであることを認識すると、出力する駆動電圧V0〜V4を、通常表示用電圧レベルから部分画面表示用電圧レベルに切り替えるように電源回路5に指示する。なお、ここでは、同時選択ライン数を3とする。従って、実施の形態1の場合と同様に、電源回路5から行ドライバ2にV0,V2,V4が供給され、列ドライバ3にV1,V3が供給される。
【0061】
行ドライバ2は、/DOFFを受けると、全ての行電極に非選択電圧であるV2を印加する。また、列ドライバ3は、/DOFFを受けると、全ての列電極に、オン駆動電圧およびオフ駆動電圧であるV1,V3を一定周期で交互に印加する。なお、オン駆動電圧の印加継続時間とオフ駆動電圧の印加継続時間とは等しい。
【0062】
本実施の形態でも、行電極を駆動するための駆動電圧値と列電極を駆動する駆動電圧値との中に共通の値がない場合であっても、駆動電圧のレベルを変更したり駆動電圧のレベル数を増加させることなく非表示を実現できる。その結果、列ドライバ3において、複数の駆動電圧から1つの駆動電圧を選択する切替部の規模が大きくなるといこともないし、駆動電圧値を変更することによって電源が不安定になったり電圧波形が不安定になったりするということもない。
【0063】
なお、同時選択数が奇数であって仮想行を設けない場合には、列電極に印加される駆動電圧値として、非選択電圧値よりも大きな値と小さな値がそれぞれ複数存在する。また、列電極に印加される駆動電圧値のうちに、行電極に印加される選択電圧および非選択電圧に電圧値が一致するものがない。その場合には、非選択期間において、列ドライバ3が、非選択電圧に最も近く、非選択電圧に対する電圧絶対値が等しく非選択電圧に対して正側および負側の駆動電圧を交互に列電極に印加すればよい。例えば、同時選択ライン数が3であって仮想行を設けない場合には、選択電圧がV0,V6で非選択電圧がV3であり、行電極に印加される駆動電圧はV1,V2,V4,V5であるが、非選択期間において、列ドライバ3が、列電極に対してV2とV4とを交互に印加すればよい。ここで、V0<V1<V2<V3<V4<V5<V6であり、|V4−V3|=|V3−V2|である。
【0064】
【発明の効果】
以上のように、本発明の駆動方法および駆動回路は、非表示期間では、非選択電圧と正側非表示駆動電圧および負側非表示駆動電圧との電位関係を、非選択電圧が正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧との中間電圧の付近に位置するように設定し、かつ、正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧との間に他の駆動電圧が存在しないように設定し、非表示期間中では非選択電圧を全ての行電極に印加するとともに、正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧を全ての列電極に交互に印加して液晶層の交流駆動を行うので、行電極を駆動するための駆動電圧値と列電極を駆動する駆動電圧値との中に共通の値がない場合でも、駆動電圧のレベルを変更したりレベル数を増加させることなく非表示を実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1の駆動回路のブロック図。
【図2】 電源回路の一例を示すブロック図。
【図3】 駆動電圧を説明するための説明図。
【図4】 駆動方法を説明するためのタイミング図。
【図5】 駆動回路の動作を示すフローチャート。
【図6】 列ドライバの駆動電圧切替部分の構成例を示すブロック図。
【図7】 実施の形態1における電圧印加シーケンス図。
【図8】 非選択電圧と、正側非表示駆動電圧および負側非表示駆動電圧との電位関係を示す説明図。
【図9】 比較例の列ドライバの駆動電圧切替部分の構成例を示すブロック図。
【図10】 実施の形態2の駆動回路のブロック図。
【図11】 4行4列の直交行列のうちの3行4列の一例を示す説明図。
【図12】 4行4列のアダマール行列を用い4ライン目を仮想行とした場合のMLA法を示す説明図。
【図13】 従来例を示す電圧印加シーケンス図。
【図14】 従来例を示す電圧印加シーケンス図。
【符号の説明】
1 液晶パネル
2 行ドライバ
3 列ドライバ
5 電源回路
6 直交関数発生回路
7 MLA演算回路
41 MPUインタフェース部
42 コマンドデコーダ
43 タイミング発生回路
44 発振回路
45 表示データRAM
46 アドレスコントロール回路
Claims (8)
- 複数の行電極と複数の列電極とを備え、行電極と列電極との間に液晶層を配置し、
行電極に印加する選択電圧と非選択電圧とを設け、
列電極に印加する表示用の駆動電圧を複数設け、
表示期間中は選択行に選択電圧を印加し、非選択行に非選択電圧を印加するとともに、
表示データにもとづいて前記駆動電圧を選択して列電極に印加する液晶表示装置の駆動方法において、
表示期間以外に、実質的に表示を行わない非表示期間を設け、
前記駆動電圧から二つの駆動電圧を選択し、非表示期間中に列電極に印加する正側非表示駆動電圧および負側非表示駆動電圧として用い、
非選択電圧と正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧との電位関係を、非選択電圧が正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧との中間電圧の付近に位置するように設定し、かつ、
正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧との間に、他の駆動電圧が存在しないように設定し、
非表示期間中は、非選択電圧を全ての行電極に印加するとともに、
正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧を全ての列電極に交互に印加して液晶層の交流駆動を行うことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。 - 表示期間中に、列電極に印加する表示用の駆動電圧の極性反転周期をT1とし、非表示期間中に、列電極に印加する非表示用の駆動電圧の極性反転周期をT2とすると、T2≧T1である請求項1に記載の液晶表示装置の駆動方法。
- 非表示期間中に、列電極に印加する非表示用の駆動電圧の極性反転周期が2フレーム期間である請求項1に記載の液晶表示装置の駆動方法。
- 表示期間に、行電極を奇数本同時に選択する請求項1、2または3に記載の液晶表示装置の駆動方法。
- 正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧の中間電圧と、非選択電圧との差が50mV以内である請求項1、2、3または4に記載の液晶表示装置の駆動方法。
- 前記駆動電圧が二つである請求項1、2、3、4または5に記載の液晶表示装置の駆動方法。
- 複数の行電極と複数の列電極とが備えられ、行電極と列電極との間に液晶層が配置され、
液晶駆動電圧発生部によって、行電極に印加される選択電圧と非選択電圧とが発生され、
列電極に印加される表示用の駆動電圧が複数発生され、
表示期間中は行電極駆動部によって、選択行に選択電圧が印加され、非選択行に非選択電圧が印加されるとともに、
表示データにもとづいて前記駆動電圧から選択された駆動電圧が列電極駆動部によって、列電極に印加されてなる液晶表示装置の駆動回路において、
表示期間以外に、実質的に表示を行わない非表示期間が設けられ、
前記駆動電圧から二つの駆動電圧が選択され、非表示期間中に列電極に印加される正側非表示駆動電圧および負側非表示駆動電圧として用いられ、
非選択電圧と正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧との電位関係は、非選択電圧が正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧との中間電圧の付近に位置するように設定され、かつ、
正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧との間に、他の駆動電圧が存在しないように設定され、
非表示期間中は、非選択電圧が全ての行電極に印加されるとともに、
正側非表示駆動電圧と負側非表示駆動電圧が全ての列電極に交互に印加されて液晶層の交流駆動が行なわれ、
非表示期間の動作を起動せしめる制御部がさらに設けられたことを特徴とする液晶表示装置の駆動回路。 - 表示期間に、行電極駆動部によって、行電極が奇数本同時に選択されてなる請求項7に記載の液晶表示装置の駆動回路。
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