JPH0651718A - 階調表示マトリクス型表示装置の駆動法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マトリクス型液晶表示装置の表示性能、特に
中間調表示性能の向上をはかる。 【構成】 直交関数により走査側電圧パターンを決定す
る駆動法において、信号側供給電圧を補正することによ
り、均一な中間調表示を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、階調表示マトリクス型
表示装置の駆動法に関係する。

【０００２】この明細書では、以降、マトリクス型単純
液晶表示装置について、述べるが、この本質はすべての
電圧実効値応答が支配的なメカニズムであるようなマト
リクス型表示装置にあてはまる。

【０００３】

【従来の技術】液晶表示装置等、表示装置は、マン・マ
シーン・インターフェースとしては、是非必要となる技
術である。特に、最近、コンピューター端末等におい
て、ダウン・サイジングの意味からも、液晶表示装置は
必須となってきた。そのうちでも、マトリクス型単純液
晶表示装置は、価格等、妥当な範囲にあり、幅広く使わ
れようとしている。

【０００４】従来、これらマトリクス型単純液晶表示装
置の駆動法は、電圧平均化法にのっとり、走査線の線順
次走査が使われている。この方法においては、数学的に
は、以下の様に考えられる。各瞬間に一本の走査線を選
ぶことは、全体として直交関数を発生させることに相当
し（関数間の積を妥当に定義して）、しかも、可能な有
限の表示パターン、ここでは表示装置のある一つの列の
表示に対応するベクトルを要素とする集合ないし数学的
空間に対して、この走査さるべき全体の走査線の内、一
本を選択する関数の全体は、数学的に完備したものとな
っている。

【０００５】すなわち、線順次走査に対応する基底ベク
トルを考えることが出来る。ここで、全走査線数をＭ本
とする。従来の線順次走査に対応する基底ベクトル、こ
れは互いに直交かつ、完備である。すなわち１フレーム
内で、走査線のうち、ｎ本目を選択している時は、 基底ベクトル｛０，０，……，０，１（ｎ個目），０，……，０｝ ・・・（１） に対応する。これらＭ個のベクトルは、ベクトルの積を
通常の内積で定義するとき、互いに直向しているのがわ
かる。また、表示さるべき、表示パネルの各列の画素の
状態（この１フレーム内で、ＯＮであるか、ＯＦＦであ
るかの状態−例えば、ＯＮであれば−１に対応させ、Ｏ
ＦＦなら＋１に対応させる）を、Ｍ次のベクトルで表現
するとき、常にＭ個の基底ベクトル（１）の一次結合で
表せる。このベクトルを要素とする空間に対して、Ｍ個
のベクトル（１）は、完備である。すなわち、知らず知
らず、今まで、直交関数を使って、走査線全体に電圧を
与え、駆動していたのである。

【０００６】この駆動法は、従来、すべてに用いられて
きた。この方法は、いわゆる電圧平均化法、またはアル
ト・プレシコ法といわれるものである。

【０００７】数学的に、有限要素を包含する関数空間
の、各要素の直交完備なベース関数による展開等は、
「解析概論」、高木貞治著、岩波書店刊に詳しい。ま
た、電圧平均化法については「液晶エレクトロニクスの
基礎と応用」、佐々木昭夫編、オーム社刊に詳しい。行
列論については、「行列と行列式」、浅野啓三著、共立
出版刊に詳しい。

【０００８】さらに最近、他の直交、完備な数学的空間
理論を使って、駆動法が工夫されている。例えば、ティー.
シ゛ェイ.シェファー イーティーシー.エスアイテ゛ィー 92 タ゛イシ゛ェスト ヒ゜ーヒ゜ー 228
(T.J.Scheffer etc.SID 92 DIGEST pp228)。これは、ウ
オルシューアダマール変換理論を使ったものである。こ
こにおいて、画素にかかる電圧は、線順次のいわゆる電
圧平均化法に比べて、電圧波高値は下げられ、この点か
ら、クロストークやフレームレスポンスが削減しうると
いう優位点がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】最近、コンピューター
端末等に使われる液晶表示装置において、高品位表示の
要求が現実のものとなってきた。これらの液晶表示装置
においては、ＳＴＮ等、単純モードの液晶表示装置が主
に使われている。これらの液晶表示装置には、表示にお
いて、クロストーク現象等、表示の質の低下が見られる
が、現状では仕方なく使われている。

【００１０】まず、いわゆる電圧平均化法、またの名を
アルト・プレシコ法について述べる。この方法は以下に
述べる問題点もあいまって、すなわち、クロストークや
フレームレスポンスの故に、中間調表示においては、問
題が多い。現実には、１６階調程度が精一杯である。な
ぜなら、上記の故に、表示においてコントラストがとれ
ず、１６以上の多階調にしても、意味が無いのが実状で
ある。

【００１１】高速ＳＴＮにおいては、液晶の動きは、電
圧平均化法の想定からはずれ、電圧の波高値に若干、応
答する。この場合、黒レベルも、半選択電圧への液晶の
応答のため、黒状態において若干光が漏れる。すなわち
コントラストは期待に比べて、かなり劣るようになる。

【００１２】従来の線順次走査において、比較的波高値
の大きい選択された走査線に加わる走査電圧のため、し
かも、１フレームに一度、瞬時に比較的大電圧が加わる
ため、明るさは、液晶の高速応答のため、１フレーム内
で、一瞬明るくなり、あとすぐ暗くなる。通常の液晶表
示では、液晶の緩慢な動きのため、瞬時の大電圧パルス
により明るくなると、この状態は１フレーム以上保持さ
れる。これらの、液晶表示の振舞いはいわゆるフレーム
レスポンスに由来する。フレームレスポンスとは、いま
まで述べてきたような現象を言う。

【００１３】この様な事態をある程度避けるため、すな
わち、表示の質を上げるため、以下の工夫が提案されて
いる。

【００１４】さらに最近、上記の通り、種々の直交、完
備な数学的空間理論を使って、優れた駆動法が工夫され
ている。すなわち、駆動の際、１フレーム内で、各画素
にかかる実効電圧を分散させており、従って、クロスト
ークやフレームレスポンスの削減、ひいては画質の向上
に寄与している。この方法は、思想をウオルシューアダ
マール変換に依拠しており、根底のアダマール行列が使
われる。

【００１５】まず、Ｎ次ウオルシュ−アダマール変換行
列Ｗについて述べる。Ｎ次ウオルシュ−アダマール変換
行列Ｗについては、 Ｎ＝２w なる、自然数が存在するＮについて、行列Ｗの構成法が
知られている。勿論、ユニタリー性は Ｗ・tＷ＝tＷ・Ｗ＝Ｅ 行列Ｗの各要素は、１または−１のみで構成される。勿
論、行列Ｗは正方行列である。

【００１６】この方法は、前記フレームレスポンスやク
ロストークを一般には削減する。すなわち、一般の表示
パターンではコントラストは向上し、１６以上の多階調
が現実的と思われる環境を作った。けれども、特殊パタ
ーンにはまだ問題を残している。ここでは、この問題に
は、これ以上立ち入らない。

【００１７】この種の駆動法には、階調表示の考えを許
容する余地が厳しい他の事情がある。実際、この種の駆
動法で無理やり、中間調データを表示すると、表示装置
の列毎に、例えば完全ＯＮ表示のレベルが異なる、すな
わち完全ＯＮ表示の実効値が列毎に異なり、表示が筋状
に見える。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は前述のような課
題を解決するために、各要素が＋１、０、−１からな
り、すべての列ベクトルまたは行ベクトルが同一個、β
個の０値を有し、異なる列ベクトル同士または異なる行
ベクトル同士は、ベクトル間の乗算を適宜に定義すると
き、直交するようなＮ次の正方の変換行列Ｈの発生器を
備え、１フレームの表示パターンに対応するＮ行Ｍ列の
表示行列Ａを行列Ａの行及び列が、マトリクス表示装置
の行及び列にこの順に対応するように、２値表示の際、
完全ＯＮ画素には−１が、完全ＯＦＦ画素には＋１が対
応するように定義し、行列の乗法により、 Ｈ・Ａ＝Ｂ 表示行列Ａを変換して、変換行列Ｂを得、１フレーム期
間ＴをＮ個のスロットに分割し、１フレーム期間Ｔ＝ｔ
n−ｔ0において、ｔ0〜ｔ1、ｔ1〜ｔ2、ｔ2〜ｔ3、…
…、ｔn-1〜ｔn、のタイミングで全画素への印加電圧を
更新するにおいて、タイミングｔi-1〜ｔiにおいて、走
査線、及び信号電極、個々に指定された電圧を、しかも
全体、同時に、走査電圧及び信号電圧を印加し、この
際、ｋ行の走査線には、前記変換行列Ｈのｋ列、ｉ行の
数値、Ｈ_ikに比例した走査電圧を印加し、ｊ番目の信号
電極には同一タイミングで前記変換行列Ｂのうち、ｉ行
目、ｊ列目の数値Ｂ_ijに比例した信号電圧を印加して、
表示が最適となるようになし、その際の走査電圧をｋ・
Ｖ_b・Ｈ_ik、信号電圧をＶ_b・Ｂ_ijなるように、比例定数
ｋ、Ｖ_bを前もって決定しておき、次に、階調表示を具
現する場合、完全ＯＮ画素には−１が、完全ＯＦＦ画素
には＋１が対応し、中間調表示の画素には、その中間調
に対応して、−１から＋１までの実数値を対応させるよ
うな表示行列Ａを構成し、次に、Σは、行列ＡのＡ_ijの
属する列すべてに亘るとして、 −２ｋ・α_j＋Σ（Ａ_ij＋α_j）²＝Ｎ を満たしかつ、負数であるα_jを行列Ａの列毎に演算
し、 Ａ_ij＋α_j をｉ行、ｊ列の要素とする補正行列Ｃを構成し、行列Ｃ
を行列の乗法により Ｈ・Ｃ＝Ｄ のごとく変換して、変換補正行列Ｄを得、１フレーム期
間ＴをＮ個のスロットに分割し、１フレーム期間Ｔ＝ｔ
_N−ｔ0において、ｔ0〜ｔ1、ｔ1〜ｔ2、ｔ2〜ｔ3、…
…、ｔ_N-1〜ｔ_N、のタイミングで全画素への印加電圧を
更新するにおいて、タイミングｔi-1〜ｔiにおいて、走
査線、及び信号電極、個々に指定された電圧を、しかも
全体、同時に、走査電圧及び信号電圧を印加し、この
際、ｋ行の走査線には、前記変換行列Ｈのｋ列、ｉ行の
数値、Ｈ_ikに比例した走査電圧を印加し、ｊ番目の信号
電極には同一タイミングで前記変換補正行列Ｄのうち、
ｉ行目、ｊ列目の数値Ｄ_ijに比例した信号電圧を印加す
るような階調表示マトリクス型表示装置の駆動法を提案
する。

【００１９】この際、フレーム毎に、走査側電位と信号
側電位を反転させるのが望ましい。

【００２０】

【作用】ここにおいて、行列の行、列の定義は、数学で
なされているものとし、マトリクス形表示装置のパネル
における行と、列の定義は、走査線に行を対応させ、信
号線に列を対応させる。

【００２１】本発明は、一部は実効値応答するマトリク
ス型表示装置に、本質的に関係している。

【００２２】任意の次数を持つ直交（完備に自動的にな
る）性を有する列ベクトルないし行ベクトルからなる正
方行列において、構成する各ベクトルの要素として、含
む０の個数を同一とすると、勿論、このようなベクトル
の長さは等しい。ベクトルの長さとは、ベクトル自身と
の内積の平方根と定義されている。

【００２３】ウオルシュ関数（アダマール行列Ｗの列ベ
クトルないし行ベクトルで表されるものを、このように
も称する）は、各要素は＋１と−１の２値のみからな
る。このような行列は、数学的にはこの種のもののみで
ある。

【００２４】発明者等は、洞察の結果、表示装置の場合
には、各要素が、＋１と０と−１の３値のみからなるベ
クトルを考える方が、自由度を増し、しかも現実化が容
易であると考えるに至った。数学的には、各要素が３値
を取り得る、直交完備な空間の基底ベクトルの構成法は
十分は、明らかにされていない。しかし、アダマール行
列に比べ、個数も大きく、それだけ、駆動法の構築にお
いて、柔軟性がある。

【００２５】すなわち、ウオルシュ関数を用いた駆動で
は、ＯＡ用途の表示によく出て来るベタ表示や縦罫線
等、特異パターン表示の際、 （＋１，＋１，……，＋１） なる基底ベクトル、すなわち走査側印加電圧のパターン
の際に、印加電圧が集中し、結果として、この時の駆動
電圧が上がる。この際にのみではあるが、クロストーク
やフレームレスポンスが大きくなる。これを見れば、分
かるように、ベクトルの要素が３値、特に０も取れるよ
うにし、このようなベクトルが基底ベクトルでないよう
にする可能性があれば、この事態は防げる。現実に、各
要素が３値を取り得るようにすれば、この事態が防げる
ことが分かった。

【００２６】本発明は、アルト・プレシコ法による多階
調表示は可能性がなく、触れない。適当な、アルト・プ
レシコ法以外の直交関数系ないし直交行列を使った、駆
動法に基礎を置いている。

【００２７】本発明の、より深い洞察を述べる。以下で
は、各要素が＋１、０、−１からなる直交行列について
述べるが、特別の場合として、アダマール行列をも含む
ものである。すなわち、アダマール行列の場合、各要素
が０値を０個取る場合とする。以下の思想は、アダマー
ル行列にも、まったく適合する。本発明は、すなわち、
アダマール行列をも包含するものである。発明者等が推
奨するのは、直交行列の要素において、適当な数、０か
らなることであるが。

【００２８】まず、公知の２値表示の方法は以下のとう
りである。この詳細を検討することにより、本発明の着
想が得られた。

【００２９】各要素が＋１、０、−１からなり、すべて
の列ベクトルまたは行ベクトルが同一個、β個、すなわ
ちβ個の０値を有し、異なる列ベクトル同士または異な
る行ベクトル同士は、ベクトル間の乗算を適宜に定義す
るとき、直交するようなＮ次の正方の変換行列Ｈの発生
器を備え、１フレームの表示パターンに対応するＮ行Ｍ
列の表示行列Ａを行列Ａの行及び列が、マトリクス表示
装置の行及び列にこの順に対応するように、２値表示の
際、完全ＯＮ画素には−１が、完全ＯＦＦ画素には＋１
が対応するように定義し、行列の乗法により、 Ｈ・Ａ＝Ｂ 表示行列Ａを変換して、変換行列Ｂを得、１フレーム期
間ＴをＮ個のスロットに分割し、１フレーム期間Ｔ＝ｔ
n−ｔ0において、ｔ0〜ｔ1、ｔ1〜ｔ2、ｔ2〜ｔ3、…
…、ｔn-1〜ｔn、のタイミングで全画素への印加電圧を
更新するにおいて、タイミングｔi-1〜ｔiにおいて、走
査線、及び信号電極、個々に指定された電圧を、しかも
全体、同時に、走査電圧及び信号電圧を印加し、この
際、ｋ行の走査線には、前記変換行列Ｈのｋ列、ｉ行の
数値、Ｈ_ikに比例した走査電圧を印加し、ｊ番目の信号
電極には同一タイミングで前記変換行列Ｂのうち、ｉ行
目、ｊ列目の数値Ｂ_ijに比例した信号電圧を印加して、
表示を得る。

【００３０】この際、ｋ番目の走査線と、ｊ番目の信号
線の交点の画素の液晶層にかかる１フレームで平均した
実効電圧Ｖ_kjの２乗値は、Σはすべてのｉに亘るとして Ｖ_kj ²＝｛Σ（ｋ・Ｈ_ij−Ｂ_ij）^2・Ｖ_b ²｝／Ｎ となり、次のように整理される。

【００３１】 Ｖ_kj ²＝｛ｋ²（Ｎ−β）＋（Ｎ−β）ΣＡ_ij ²−２ｋ（Ｎ−β）Ａ_kj｝Ｖ_b ²／ Ｎ ・・・（２） 上式から分かるように、完全ＯＮ状態と完全ＯＦＦ状態
の２値表示の場合、すなわち、 Ａ_ij＝±１ である場合、Σがすべてのｉに亘るとして、すなわち、
ｊ列全体の和として ΣＡ_ij ²＝Ｎ となり、 Ｖ_kj ²＝｛ｋ²（Ｎ−β）＋（Ｎ−β）Ｎ−２ｋ（Ｎ−β）Ａ_kj｝Ｖ_b ²／Ｎ ・・・（３） となる。従って、画素の実効電圧の２乗、Ｖ_kj ²はまさ
しく、希望通り、Ａ_kjにのみ依存する。

【００３２】ところが、表示すべき情報に中間調を許容
すると、すなわち、Ａ_ijに±１以外の、−１から＋１の
間に分布する数値をとることを、許容すると、 ΣＡ_ij ²＜Ｎ となり、しかも、ΣＡ_ij ²は、列のすべてのＡ_ijの値に
依存するようになる。以上、まとめると、階調表示の場
合、画素の実効電圧Ｖ_kjは希望するＡ_kjのみならず、望
ましくないこのＡ_kjが属する列の他の要素、すなわち他
の表示情報Ａ_ijも入ってくること、さらには、表示のこ
の列ｊ全体の実効値が下がり、帯状に暗くなることがわ
かる。

【００３３】筆者は、この列ｊ全体の実効値を矛盾なく
かさ上げ出来れば、この問題は解決出来ると着想し、解
を見いだした。

【００３４】すなわち、列毎に、下式を満たす、負数の
αを演算する。勿論、この際、ｋ、Ｎ、列ｊの表示情報
Ａ_ijは既知である。

【００３５】 −２ｋ・α_j＋Σ（Ａ_ij＋α_j）²＝Ｎ・・・（４） このαは、理解されるように、列毎に一定である。この
αを用い、 Ａ_kj＋α_j を、（ｋ，ｊ）要素とする補正行列Ｃを演算し、行列Ｃ
を行列の乗法により Ｈ・Ｃ＝Ｄ のごとく変換して、変換補正行列Ｄを得、１フレーム期
間ＴをＮ個のスロットに分割し、１フレーム期間Ｔ＝ｔ
_N−ｔ0において、ｔ0〜ｔ1、ｔ1〜ｔ2、ｔ2〜ｔ3、…
…、ｔ_N-1〜ｔ_N、のタイミングで全画素への印加電圧を
更新するにおいて、タイミングｔi-1〜ｔiにおいて、走
査線、及び信号電極、個々に指定された電圧を、しかも
全体、同時に、走査電圧及び信号電圧を印加し、この
際、ｋ行の走査線には、前記変換行列Ｈのｋ列、ｉ行の
数値、Ｈ_ikに比例した走査電圧を印加し、ｊ番目の信号
電極には同一タイミングで前記変換補正行列Ｄのうち、
ｉ行目、ｊ列目の数値Ｄ_ijに比例した信号電圧を印加す
るようにすると、簡単な計算により、ｋ番目の走査線
と、ｊ番目の信号線の交点の画素の液晶層にかかる１フ
レームで平均した実効電圧Ｖ_kjの２乗値は、（３）式の
ごとくなり、理想的にＡ_kjにのみ依存するようになる。

【００３６】勿論、（４）式から分かるように、完全Ｏ
Ｎと完全ＯＦＦの２値表示の表示の際には、 α_j＝０ である。

【００３７】本発明は以上の考察に基づいている。特徴
は前述の如くである。なお、変換行列Ｈの各列ベクトル
は、ＲＯＭメモリーで発生させた。

【００３８】演算は、メモリー付きの高速ＣＰＵで行っ
た。また、この発明は、前述のような駆動法において、
フレーム毎に、走査側電位と信号側電位を反転させるこ
とを提案するものである。

【００３９】

【実施例】

（実施例１）以下に本発明の駆動法の実施例を述べる。
ただし、回路はほとんど、論理回路で組まれ、その概略
を（図１）に示す。（図１）はブロック図である。同図
において、１は第１の２４０×６４０−フレーム−バッ
ファメモリー、２は第２の２４０×６４０−フレーム−
バッファメモリー、３は２４０×６４０画素マトリクス
型単純液晶表示装置、４は行列要素発生ＲＯＭ、５は走
査側電圧用レジスター、６は信号側情報演算回路、７は
信号側出力演算回路、８は高速ディジタル−アナログ変
換器（ＤＡＣ）、９はアナログ−信号側−ドライバー、
１０は３値−走査側−ドライバーである。この場合、数
Ｎは２４０である。

【００４０】次に、使用する直交行列Ｈは以下のように
して得た。１５次の直交行列Ｕ₁を

【００４１】

【数１】

【００４２】と定義し、行列Ｕ₁を

【００４３】

【数２】

【００４４】で拡張しＵ₂を得、行列Ｕ₂を

【００４５】

【数３】

【００４６】で拡張しＵ₃を得、行列Ｕ₃を

【００４７】

【数４】

【００４８】で拡張しＵ₄を得、行列Ｕ₄を

【００４９】

【数５】

【００５０】で拡張し、最終的に行列Ｈを得た。行列Ｈ
は２４０次の正方直交行列である。この場合、各列また
は各行の０の個数βは、２２４である。

【００５１】この、行列Ｈの内容が発生し得るよう、Ｒ
ＯＭ４をプログラムした。次に、この表示シシテムのｋ
および、Ｖ_bを決定する。すなわち、１フレームの表示
パターンに対応するＮ行Ｍ列の表示行列Ａを行列Ａの行
及び列が、マトリクス表示装置の行及び列にこの順に対
応するように、２値表示の際、完全ＯＮ画素には−１
が、完全ＯＦＦ画素には＋１が対応するように、表示情
報を取り込み、フレーム−バッファメモリーに貯え、以
下の行列の乗法 Ｈ・Ａ＝Ｂ を演算器で行い、表示行列Ａを変換して、変換行列Ｂを
得、第２のフレーム−バッファメモリーに貯える。

【００５２】次に、以下の過程で、液晶パネルを駆動す
るようにする。１フレーム期間ＴをＮ個のスロットに分
割し、１フレーム期間Ｔ＝ｔn−ｔ0において、ｔ0〜ｔ
1、ｔ1〜ｔ2、ｔ2〜ｔ3、……、ｔn-1〜ｔn、のタイミ
ングで全画素への印加電圧を更新するにおいて、タイミ
ングｔi-1〜ｔiにおいて、走査線、及び信号電極、個々
に指定された電圧を、しかも全体、同時に、走査電圧及
び信号電圧を印加し、この際、ｋ行の走査線には、前記
変換行列Ｈのｋ列、ｉ行の数値、Ｈ_ikに比例した走査電
圧を印加し、ｊ番目の信号電極には同一タイミングで前
記変換行列Ｂのうち、ｉ行目、ｊ列目の数値Ｂ_ijに比例
した信号電圧を印加する。表示が最適となるようにな
し、その際の走査電圧をｋ・Ｖ_b・Ｈ_ik、信号電圧をＶ_b
・Ｂ_ijなるとして、比例定数ｋ、Ｖ_bを前もって決定し
ておく。

【００５３】次に、現実の階調表示を具現する場合、完
全ＯＮ画素には−１が、完全ＯＦＦ画素には＋１が対応
し、中間調表示の画素には、その中間調に対応して、−
１から＋１までの実数値を対応させるようにして、表示
行列Ａを構成し、この行列の内容を第１のフレーム−バ
ッファメモリーに貯える。

【００５４】次に、信号側情報演算回路６により、Σ
は、行列ＡのＡ_ijの属する列すべてに亘るとして、 −２ｋ・α_j＋Σ（Ａ_ij＋α_j）²＝Ｎ を満たしかつ、負数であるα_jを行列Ａの列毎に演算す
る。これには、高速の演算素子が必要であるが、回路的
には、Ｎとｋに対して、負数αをまえもって計算してお
き、この対照表をＲＯＭに固定しておくのが現実的であ
った。

【００５５】次に、 Ａ_ij＋α_j をｉ行、ｊ列の要素とする補正行列Ｃを構成し、行列Ｃ
を第２のフレーム−バッファメモリーに貯える。

【００５６】行列の乗法 Ｈ・Ｃ＝Ｄ を、信号側情報演算回路６により行い、実質的に、変換
補正行列Ｄを得る。この行列Ｄの内容は順次、信号側出
力演算回路７、高速ディディタル−アナログ変換器（Ｄ
ＡＣ）８、アナログ−信号側−ドライバー９を通じ、走
査側電圧に同期して液晶パネルの信号側電極に吐出され
る。従って、行列Ｄの内容をストアするメモリーは特に
必要としない。

【００５７】液晶パネルへの駆動のタイミングは以下の
ようである。１フレーム期間ＴをＮ個のスロットに分割
し、１フレーム期間Ｔ＝ｔ_N−ｔ0において、ｔ0〜ｔ1、
ｔ1〜ｔ2、ｔ2〜ｔ3、……、ｔ_N-1〜ｔ_N、のタイミング
で全画素への印加電圧を更新するにおいて、タイミング
ｔi-1〜ｔiにおいて、走査線、及び信号電極、個々に指
定された電圧を、しかも全体、同時に、走査電圧及び信
号電圧を印加し、この際、ｋ行の走査線には、前記変換
行列Ｈのｋ列、ｉ行の数値、Ｈ_ikに比例した走査電圧を
印加し、ｊ番目の信号電極には同一タイミングで前記変
換補正行列Ｄのうち、ｉ行目、ｊ列目の数値Ｄ_ijに比例
した信号電圧を印加するような階調表示マトリクス型表
示装置の駆動法を提案する。

【００５８】応答速度（＝応答の立ち上がりに要する時
間＋信号のｏｆｆ後、立ち下がりにかかる時間）が、１
２０ｍｓの高速ＳＴＮ表示装置において、クロストーク
やフレームレスポンスは大幅に改善出来、従来に比べ
て、コントラストは５倍以上、明るさは２倍程度に改善
出来た。この表示装置は、将来動画表示の可能性を印象
づけるものであった。

【００５９】表示の際、時間的にほとんど１００％、走
査線、信号線に印加される電圧を監視したところ、従来
のいわゆる、アルト・プレシコ法に比べて、電圧値は１
／２〜１／４になっていた。このことと轍をともにして
いると推測しているが、表示上、クロストークは著しく
減少した。

【００６０】前述のシェファー達の駆動法では、ＯＡ表
示によく現われる、縦罫線等、特殊パターンにおいて、
ある１Ｈの期間に信号側への電圧値が非常に大きくする
必要が生じ、クロストークやフレームレスポンス等の悪
影響が出るが、本実施例によれば、この現象が抑圧され
る。これは、変換に使う直交行列Ｈの要素が、３値、す
なわち−１と０と＋１をとり得る故に、列ベクトルの構
成がより多様となり、前記特殊パターンと合致しない列
ベクトルのみで、直交行列が構成出来ることによる。ち
なみに、シェファー達の使った変換行列の要素は−１と
＋１からのみから構成され、これは非常に拘束の強い環
境である。

【００６１】また、本実施例の変換行列Ｈの列ベクトル
においては、−１ないし＋１の要素の数は１６個であ
り、他の２２４個は０である。この結果として、前述の
シェファーの方法に比べ、走査側の電圧が大幅に下が
る。これも、変換行列Ｈの要素のとり得る変域を、３値
にしたためである。

【００６２】また自然画の表示において、液晶パネル内
で中間調の画素の多い列が黒く帯状に見える場合がかっ
てはあったが、これがまさしく解消され、すっきりした
画像が得られた。

【００６３】この方法によれば、約１２８階調も、現実
的と評価されるものであった。また、フレーム毎に、走
査側電圧、信号側電圧の極性を反転させた。この方が、
液晶表示装置の焼付けが長時間表示の場合に、少ない傾
向にあった。

【００６４】（実施例２）４００×６４０画素の液晶パ
ネルを用意し、このうち、２５６×６４０画素を表示す
るように、実施例１のようなシステムを構築した。ただ
し、フレーム−バファメモリの容量は２５６×６４０の
ものを使った。

【００６５】使用した直交行列Ｈは、２５６次のウオル
シュ−アダマール変換に基づくものである。この場合、
Ｎは２５６である。行列Ｈの各列ベクトルあるいは行ベ
クトルの０要素の数、βは０である。

【００６６】（実施例１）のように、表示を実施したと
ころ、優れた表示特性が得られた。コントラストも向上
した。

【００６７】また自然画の表示において、液晶パネル内
で中間調の画素の多い列が黒く帯状に見える場合がかっ
てはあったが、これがまさしく解消され、すっきりした
画像が得られた。この方法によれば、約１２８階調も、
現実的と評価されるものであった。

【００６８】また、フレーム毎に、走査側電圧、信号側
電圧の極性を反転させた。この方が、液晶表示装置の焼
付けが長時間表示の場合に、少ない傾向にあった。

【００６９】（実施例３） （実施例２）と同様にして、中間調表示を行った。

【００７０】使用した直交行列Ｈは以下のようにして得
た。まず、４次の直交正方行列Ｕ₁

【００７１】

【数６】

【００７２】から、（数２）により、８次の直交行列を
得、さらに（数３）により 、１６次の直交行列を得、
さらに（数２）により、３２次の直交行列を得、さらに
（数３）により、６４次の直交行列を得、さらに（数
２）により１２８次の直交行列を得、さらに（数３）に
より、２５６次の直交行列Ｈを得た。この場合Ｎは２５
６であり、直交行列Ｈの各列ベクトルまたは行ベクトル
の０要素の数、βは３２である。

【００７３】（実施例１）のように、表示を実施したと
ころ、優れた表示特性が得られた。コントラストも向上
した。

【００７４】また自然画の表示において、液晶パネル内
で中間調の画素の多い列が黒く帯状に見える場合がかっ
てはあったが、これがまさしく解消され、すっきりした
画像が得られた。この方法によれば、約１２８階調も、
現実的と評価されるものであった。

【００７５】また、フレーム毎に、走査側電圧、信号側
電圧の極性を反転させた。この方が、液晶表示装置の焼
付けが長時間表示の場合に、少ない傾向にあった。

【００７６】

【発明の効果】本発明は、液晶表示装置に限らず、類似
の原理に基づくマトリクス型の表示装置には、適用可能
であり、産業上の価値は大なるものがある。

【００７７】従来このような方法では、中間調が実現し
難く、この発明はこの状況に風穴を開けるものであり、
他の工学的応用にも資するところ、大なる場合があると
確信する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実現するための、システムのブロック
図

【符号の説明】

１ 第１の２４０×６４０−フレーム−バッファメモリ
ー ２ 第２の２４０×６４０−フレーム−バッファメモリ
ー ３ ２４０×６４０画素マトリクス型単純液晶表示装置 ４ 行列要素発生ＲＯＭ ５ 走査側電圧用レジスター ６ 信号側情報演算回路 ７ 信号側出力演算回路 ８ 高速ディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ） ９ アナログ−信号側−ドライバー １０ ３値−走査側−ドライバー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各要素が＋１、０、−１からなり、すべて
   の列ベクトルまたは行ベクトルが同一個、β個の０値を
   有し、異なる列ベクトル同士または異なる行ベクトル同
   士は、ベクトル間の乗算を適宜に定義するとき、直交す
   るようなＮ次の正方の変換行列Ｈの発生器を備え、１フ
   レームの表示パターンに対応するＮ行Ｍ列の表示行列Ａ
   を行列Ａの行及び列が、マトリクス表示装置の行及び列
   にこの順に対応するように、２値表示の際、完全ＯＮ画
   素には−１が、完全ＯＦＦ画素には＋１が対応するよう
   に定義し、行列の乗法により、 Ｈ・Ａ＝Ｂ を用いて表示行列Ａを変換して、変換行列Ｂを得、１フ
   レーム期間ＴをＮ個のスロットに分割し、１フレーム期
   間Ｔ＝ｔn−ｔ0において、ｔ0〜ｔ1、ｔ1〜ｔ2、ｔ2〜
   ｔ3、……、ｔn-1〜ｔn、のタイミングで全画素への印
   加電圧を更新するにおいて、タイミングｔi-1〜ｔiにお
   いて、走査線、及び信号電極、個々に指定された電圧
   を、しかも全体、同時に、走査電圧及び信号電圧を印加
   し、この際、ｋ行の走査線には、前記変換行列Ｈのｋ
   列、ｉ行の数値、Ｈ_ikに比例した走査電圧を印加し、ｊ
   番目の信号電極には同一タイミングで前記変換行列Ｂの
   うち、ｉ行目、ｊ列目の数値Ｂ_ijに比例した信号電圧を
   印加して、表示が最適となるようになし、その際の走査
   電圧をｋ・Ｖ_b・Ｈ_ik、信号電圧をＶ_b・Ｂ_ijなるよう
   に、比例定数ｋ、Ｖ_bを前もって決定しておき、 次に、階調表示を具現する場合、完全ＯＮ画素には−１
   が、完全ＯＦＦ画素には＋１が対応し、中間調表示の画
   素には、その中間調に対応して、−１から＋１までの実
   数値を対応させるような表示行列Ａを構成し、次に、Σ
   は、行列ＡのＡ _ijの属する列すべてに亘るとして、 −２ｋ・α_j＋Σ（Ａ_ij＋α_j）²＝Ｎ を満たしかつ、負数であるα_jを行列Ａの列毎に演算
   し、 Ａ_ij＋α_j をｉ行、ｊ列の要素とする補正行列Ｃを構成し、行列Ｃ
   を行列の乗法により Ｈ・Ｃ＝Ｄ のごとく変換して、変換補正行列Ｄを得、１フレーム期
   間ＴをＮ個のスロットに分割し、１フレーム期間Ｔ＝ｔ
   _N−ｔ0において、ｔ0〜ｔ1、ｔ1〜ｔ2、ｔ2〜ｔ3、…
   …、ｔ_N-1〜ｔ_N、のタイミングで全画素への印加電圧を
   更新するにおいて、タイミングｔi-1〜ｔiにおいて、走
   査線、及び信号電極、個々に指定された電圧を、しかも
   全体、同時に、走査電圧及び信号電圧を印加し、この
   際、ｋ行の走査線には、前記変換行列Ｈのｋ列、ｉ行の
   数値、Ｈ_ikに比例した走査電圧を印加し、ｊ番目の信号
   電極には同一タイミングで前記変換補正行列Ｄのうち、
   ｉ行目、ｊ列目の数値Ｄ_ijに比例した信号電圧を印加す
   ることを特徴とする階調表示マトリクス型表示装置の駆
   動法。
2. 【請求項２】フレーム毎に、走査側電位と信号側電位を
   反転させることを特徴とする請求項１に記載の階調表示
   マトリクス型表示装置の駆動法。