JPH10197846A - 液晶パネルの駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２つの準安定状態を持つ単純マトリクスの液
晶パネルを、新規にカスタム駆動ＩＣを起こさずに安価
を既存の駆動ＩＣで駆動する。 【解決手段】 リセットパルスＲと、リセットパルスＲ
に連続して出力するリセットパルスＲと同極性の書き込
みパルスＷからなる単純マトリクス構造の液晶パネルの
走査電極側の駆動電圧波形において、リセットパルスＲ
のパルス幅と、書き込みパルスＷのパルス幅とを最大公
約数の期間である走査側クロック信号Ｃｋに基づいて定
める。これにより、リセットパルスＲと書き込みパルス
Ｗの電圧レベルをクロック信号Ｃｋ毎に一定とする。こ
の結果、１フレームの期間でクロック信号Ｃｋに同期し
て選択できる電圧レベルが４レベルのうち２レベルとな
り簡略化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルの駆動
方法に関し、より詳細には、液晶を使用した表示装置の
コントローラに適用される液晶パネルの駆動方法に関す
るものであり、コンピュータ，ワープロ等のＯＡ機器の
表示装置に好適に利用される。

【０００２】

【従来の技術】液晶パネルは、対向して平行に配置され
た少なくとも一方が透明な絶縁支持板の内面に各々ＩＴ
Ｏ透明電極を設けるとともに、該透明電極の表面に液晶
分子を配向するための配向膜を形成し、該配向膜に挟ま
れた空間内に液晶を充填封止し前記絶縁支持板の外面を
偏光面が略直交する偏光板で挟持した構造である。この
ように構成された液晶パネルは、前記透明電極間に選択
的に電圧を印加することにより生じる電界に応じて液晶
分子の配向状態を制御し、電気光学的なシャッタを形成
して画像表示するものである。現在、一般のＯＡ機器に
適用される液晶パネルは、充填される液晶がＴＮ（Twis
ted Nematic）、あるいは、ＳＴＮ（SuperTwisted Nema
tic）液晶であり、前記透明電極が、走査電極郡と信号
電極郡をマトリクス状に配置した単純マトリクス方式が
用いられる。

【０００３】現在、単純マトリクスの液晶表示装置に対
しては、高速応答性の向上、クロストークの抑制等の研
究開発が行われており、各種駆動方法が提案されている
が、特開平６−２３０７５１号公報に示される２つの準
安定状態を持つ液晶表示は、高速応答性をもっているこ
とで注目されている。

【０００４】特開平６−２３０７５１号公報（以後、従
来技術と記す）に記載された２つの準安定状態を持つ液
晶表示装置の駆動方法は、初期状態において、ねじれ角
φのねじれ構造を有するカイラルネマチック液晶を用い
た液晶表示装置を駆動する方法に関するもので、前記初
期状態にフレデリック転位を生じさせるために印加させ
る電圧を初期状態および２つの準安定状態における閾値
以上の電圧パルスとして、該電圧パルスを印加し、その
後に２つの準安定状態の何れか一方を選択するために、
２つの何れかの準安定状態を生ずる臨界値を基準として
選択された電圧の電圧パルスを印加する方法である。以
下、従来技術の２つの準安定状態を持つ液晶の駆動方法
について、実際に液晶パネルを駆動する観点から概略を
示す。

【０００５】図９は、従来技術における画素に印加され
る電圧波形を示す図で、従来技術において、画素に印加
される電圧波形の一つは、図９（Ａ）に示すもので、画
素の選択期間に印加される振幅の大きい±Ｅの交流波形
（第一の電圧パルス）と、続いて振幅の小さい交流波形
の０あるいは±Ｅ₁（第二の電圧パルス）および、これ
に続く｜Ｅ₂｜（＜｜Ｅ₁｜）とからなっている。以下、
説明のために、第一の電圧パルスをリセットパルスＲ、
また、第二の電圧パルスを書き込みパルスＷとする。従
来技術では、これ以外にも、図９（Ｂ）に示す印加波形
として交流波形ではなく、片極性で＋Ｅのリセットパル
スＲと＋Ｅ₁の書き込みパルスＷを印加することが可能
であるとしている。

【０００６】また、図９に示す電圧波形を印加する駆動
方法は、前述のように、選択画素に通常の書き込みパル
スＷ以外に、リセットパルスＲを印加する必要があるた
め、表示容量（走査線数）に制限が加わる可能性があ
る。この点に対しての解決策として、従来技術では、図
１０に示すように、リセットパルスＲを隣り合う走査電
極（図示せず）で重ね合わせる方法を提示している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術によ
る単純マトリクスの液晶表示装置の駆動方法では、駆動
のために図９に示す種類の電圧である第一の電圧パルス
（リセットットパルスＲ）と第二の電圧パルス（書き込
みパルスＷ）を選択された画素に印加する必要があり、
図９（Ａ）には、画素の選択時間に交流波形を印加した
ものがあげられている。このため、駆動波形が複雑とな
り、既存のＴＮ，ＳＴＮ等液晶パネル用の駆動ＩＣで
は、２つの準安定状態をもつ液晶パネルを駆動すること
は困難であった。以下、２つの準安定状態を持つ液晶用
の駆動ＩＣに対して、ＴＮ，ＳＴＮ液晶パネル用の駆動
ＩＣを、既存の駆動ＩＣと示す。

【０００８】また、従来技術では、画素に印加する電圧
波形として、交流波形以外の、図９（Ｂ）に示す正極
（又は負極）のみの印加についても可能性は示している
が、実際の駆動方法までは言及していない。このため、
従来技術では、新規にこの駆動方法に対応した駆動ＩＣ
を開発する必要があるが、この場合、駆動ＩＣはカスタ
ム品となり、製品コストが著しく増加する。しかし、従
来技術では、この問題について何ら解決策を提示してい
ない。

【０００９】更にまた、表示容量に対する製限を取り除
くために、図１０に示すように、リセットパルスＲを隣
り合う走査電極で重ね合わせる方法を提示しているが、
これを実現するための駆動波形はいっそう複雑となり、
ますます既存の駆動ＩＣによる駆動を困難にしている。

【００１０】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたものであり、単純マトリクス液晶の駆動方法である
２つの準安定状態を持つ液晶パネルの駆動方法におい
て、新規にカスタム駆動ＩＣを起こすことなく、安価に
高表示品質を実現することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、２つ
の準安定状態を持つ液晶パネルの駆動方法において、出
力する電圧レベルとして４レベルを持ち、該出力時に同
時に選択できる電圧レベルが前記４レベルのうち、２レ
ベルである機能を持つ駆動ＩＣを使用することを特徴と
し、もって、既存の駆動ＩＣを使用し、２つの準安定状
態を持つ液晶パネルの駆動を実現することで、安価に高
品質なパネル表示を実現することができるようにしたも
のである。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１に記載の液晶
パネルの駆動方法において、前記駆動ＩＣから出力する
前記各々の電圧レベルは、切替え可能であることを特徴
とし、もって、電源電圧を切り替えることにより、駆存
の駆動ＩＣを使用し、２つの準安定状態を持つ液晶パネ
ルの駆動を実現することで、安価に高品質なパネル表示
を実現することができるようにしたものである。

【００１３】請求項３の発明は、請求項２に記載の液晶
パネルの駆動方法において、前記駆動ＩＣから出力する
各電圧レベルを切り替える電圧レベル切り替え手段は、
論理信号によりあらかじめ設定された電圧に切り替える
ことを特徴とし、もって、請求項１，２と同様の効果が
得られるようにしたものである。

【００１４】請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れ
かに記載の液晶パネルの駆動方法において、２つの準安
定状態を持つ液晶パネルを駆動するための前記駆動ＩＣ
から出力される前記２レベルの２種類の電圧を、第一の
電圧パルスと第二の電圧パルスとし、該第一の電圧パル
スと該第二の電圧パルスの電圧はそれぞれ同一の基準信
号から作製されることを特徴とし、もって、論理回路で
容易にパルスを作製することを可能とし、論理回路を簡
便化し、低コスト化を実現しようとするものである。

【００１５】請求項５の発明は、請求項４に記載の液晶
パネルの駆動方法において、前記第一の電圧パルスと前
記第二の電圧パルスを基準信号に基づいて出力し、該基
準信号の周期は、該第一の電圧パルス幅と該第二の電圧
パルス幅の最大公約数の期間とすることを特徴とし、も
って、請求項４と同様の効果が得られるようにしたもの
である。

【００１６】請求項６の発明は、２つの準安定状態を持
つ液晶パネルを駆動する駆動方法において、前記液晶パ
ネルをＩＣで駆動し、該駆動ＩＣの出力時に各出力が選
択できる電圧レベルは少なくとも３レベルであることを
特徴とし、もって、液晶表示装の表示容量を、表示品質
を確保し、また、向上させることができるようにしたも
のである。

【００１７】請求項７の発明は、２つの準安定状態を持
つ液晶パネルを駆動する駆動方法において、前記液晶パ
ネルをＩＣで駆動し、該駆動ＩＣの出力時に各出力が選
択できる電圧レベルは、６レベル以上であることを特徴
とし、もって、液晶表示装置の表示容量を、表示品質を
確保したまま、大幅な部品点数の削減，コストの削減と
ともに向上させることができるようにしたものである。

【００１８】請求項８の発明は、請求項６または７に記
載の液晶パネルの駆動方法において、前記液晶パネルの
走査側駆動ＩＣは、デジタル入力によりあらかじめ決め
られた出力電圧パターンを順次選択して出力することを
特徴とし、もって、安価に液晶表示装置の表示容量を、
表示品質を確保したまま向上させることができるように
したものである。

【００１９】請求項９の発明は、請求項８に記載の液晶
パネルの駆動方法において、前記液晶パネルの走査側の
出力電圧を選択する出力電圧パターンは、論理回路を用
いて作製することを特徴とし、もって、請求項８と同様
の効果が得られるようにしたものである。

【００２０】請求項１０の発明は、請求項６，７，８，
または９に記載の液晶パネルの駆動方法において、前記
液晶パネルの走査側駆動ＩＣは、デジタル入力による電
圧階調用の前記液晶パネルの信号側駆動ＩＣを使用する
ことを特徴とし、もって、請求項８と同様の効果が得ら
れるようにしたものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明による既存ＩＣに
よる液晶パネルの駆動方法について説明する。前述のよ
うに、２つの準安定状態を持つ液晶パネルの駆動方法
は、リセットパルスＲの重ね合わせの有無で２つに大き
く分けられる。 本発明では、これらについて既存の駆
動ＩＣでの駆動を実現している。

【００２２】はじめに、リセットパルスＲを重ねない駆
動方法について説明する。既存の駆動ＩＣとして出力す
る電圧レベルは４レベルを持ち、出力時に選択できる電
圧レベルは４レベルのうち、２レベルである駆動ＩＣを
使用することで２つの準安定状態を持つ液晶の駆動方法
を以下に示す。この駆動ＩＣを従来の駆動方法で使用す
ると、信号電極側（以後、信号側と記す），走査電極側
（以後、走査側と記す）とも同期した信号により動作す
るため、異なるパルス幅の信号を、各走査毎に印加する
のは困難である。また、２レベルの電圧では電圧レベル
が不足し、このままでは実現は不可能と考えられる。

【００２３】本発明者は、図９（Ｂ）に示す同極性のリ
セットパルスＲと書き込みパルスＷからなる駆動波形を
図１に示す駆動波形のように信号側・走査側の出力波形
に分解して波形検討を行った。

【００２４】図１は、本発明による液晶パネル駆動方法
の実施形態例を説明するためのタイムチャートである。
すなわち、図１では、交流化を達成するためのｎフレー
ムとｎ＋１フレームの走査期間を持つ、図１（Ａ）〜
（Ｄ）に示す走査側の出力信号と、図１（Ｅ）に示す信
号側の出力波形に分解し、図１（Ｆ）に示す１画素に印
加される出力波形を示したものである。なお、走査側の
出力信号は、図１（Ａ）に示す１本目（第１走査線）の
出力波形の他に、これに続く２本目の（第２走査線）の
出力波形を図１（Ｂ）に、更に、順次、３本目（第３走
査線），４本目（第４走査線）の出力波形を図１
（Ｃ），図１（Ｄ）に図示している。図１に示した駆動
波形を検討した結果として、リセットパルスＲのパルス
幅と書き込みパルスＷのパルス幅の最大公約数の期間を
１周期とする信号を用いることでこれら異なるパルス幅
の信号をこの駆動ＩＣで出力可能であることを見出した
（以後、説明のため、この走査側の信号を走査クロック
信号Ｃｋとする）。

【００２５】また、上記同一クロックで示される各期間
の走査線電圧を詳細に調べると、同時に各出力端子に出
力される電圧レベルは、２レベルであることを見出し
た。但し、電圧レベルは、全体としては４レベルを必要
とするため、論理信号により、電圧をあらかじめ設定し
た電圧に切り替える機能を考案し、これを解決した。

【００２６】次に、具体的な出力波形を説明する。説明
のために、リセットパルスＲのパルス幅は、書き込みパ
ルスＷのパルス幅の３倍の期間であるとする（なお、こ
の期間については、本発明は、一切制限を受けるもので
はない。それぞれのパルス幅については、使用する液晶
材料，セルパラメータ等で最適化することができる）。
本発明では、リセットパルスＲのパルス幅と、書き込み
パルスＷのパルス幅の公約数の幅を１周期とする信号を
使用する。この例では、走査側クロック信号Ｃｋは、書
き込みパルスＷの１／３期間を一周期とする信号とな
る。

【００２７】図２は、本発明による液晶パネルの駆動方
法の実施形態を説明するための走査側出力波形を示すタ
イムチャートである。図２（Ａ）は図１（Ａ）に示す走
査側出力波形で、図２（Ｂ）は図２（Ｃ）に示す走査側
クロック信号Ｃｋのクロック数が１〜１１の期間で図３
（Ａ）の走査側出力波形を拡大した拡大出力波形であ
る。

【００２８】図２（Ｂ）に示すように、走査側クロック
信号ＣｋによりリセットパルスＲ，書き込みパルスＷと
も単一の電圧パルスに分割されている。この分割された
走査側の各電圧パルスの電圧を、走査側クロック信号Ｃ
ｋ毎に表したのが、表１，表２である。

【００２９】表１Ａは、図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），
（Ｄ）に示すｎフレームの走査側の１本目から４本目の
走査線の出力波形の走査側クロック信号Ｃｋとの関係を
示す表であり、

【００３０】表１Ｂは、図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），
（Ｄ）に示す（ｎ＋１）フレームの走査側の１本目から
４本目の走査線の出力波形の走査側クロック信号Ｃｋと
の関係を示す表である。

【００３１】

【表１】

【００３２】これらの表１Ａ，表１Ｂにおいて、表１Ａ
では、走査側クロック信号Ｃｋのクロック順位が１，
２，３のときの走査線１では電圧Ｖ１、走査線２，３，
４では電圧Ｖ４の２種類の電圧レベル、走査側クロック
信号のクロック信号Ｃｋのクロック順位が４のとき、走
査線１では電圧Ｖ２、走査線２，３，４では電圧Ｖ３の
２種類の電圧レベル、走査側クロック信号Ｃｋのクロッ
ク順位５，６，７では走査線２での電圧Ｖ１、他の走査
線１，３，４電圧での電圧Ｖ４の２種類の電圧レベル、
走査側クロック信号Ｃｋのクロック順位８では走査線２
での電圧Ｖ２で、他の走査線１，３，４の電圧がＶ３の
２種類の電圧レベル、走査側クロック信号Ｃｋのクロッ
ク順位９，１０，１１では、走査線３での電圧Ｖ１、他
の走査線１，２，４での電圧Ｖ４の２種類の電圧レベル
であり、何れも走査クロック信号Ｃｋのクロック順位１
〜１１においての各々のクロック順位に対応する走査線
１〜４では、各々２種類の電圧レベルで構成されること
がわかる。

【００３３】同様に、表１Ｂに示す（ｎ＋１）フレーム
における走査側の１〜４本目の走査線の出力波形の走査
側クロック信号Ｃｋとの関係においても、各走査側クロ
ック信Ｃｋにおける出力電圧の種類は、４種類の電圧Ｖ
１〜Ｖ４の中の２種類の電圧レベルであることがわか
る。この時、全体で必要とする電圧レベル数は４である
ため、電圧を切り替える方法によりこれを解決した。

【００３４】信号側出力についても、走査側出力と同様
に、走査クロック信号Ｃｋのクロック順位１〜１１に対
する信号の１〜４本目の走査線の電圧レベルの関係を求
めることができる。

【００３５】図３は、本発明による液晶パネルの駆動方
法の実施形態を説明するための信号側出力波形を示すタ
イムチャートである。

【００３６】図３には、図１（Ｅ）に示した交流化ｎフ
レームとｎ＋１フレームの信号波形図３（Ａ）と、走査
クロック信号Ｃｋのクロック順位１〜１１に対応した信
号波形の拡大図（図３（Ｂ））を示す。

【００３７】表２Ａは、交流化ｎフレームでの図３に示
した信号側１〜４本目の走査線の出力信号と走査側クロ
ック信号Ｃｋのクロック順位との関係を示し、

【００３８】表２Ｂは、交流化ｎ＋１フレームでの図３
に示した信号側１〜４本目の走査線の出力信号と走査側
クロック信号Ｃｋのクロック順位との関係を示す。

【００３９】

【表２】

【００４０】図３および表２Ａ，２Ｂによると、信号側
の出力信号の走査側クロック信号Ｃｋ毎の電圧レベル
は、表２ＡではＶ４，Ｖ２の何れか１種類の電圧レベ
ル、表２ＢではＶ１，Ｖ２，Ｖ４の何れか１種類の電圧
レベルである。なお、図２，図３では、走査側クロック
信号Ｃｋの立ち上がりエッジで各出力は変化している
が、もちろん、立ち下がりエッジでも何ら問題はない。
以下に、ブロック図による駆動回路の回路構成を示す。

【００４１】図４は、本発明による液晶パネルの駆動方
法を説明するための駆動回路のブロック図の一例であ
り、図中、１は電圧入力、２は発振器、３は電圧制御
部、４は電圧切替部、５は液晶セル、６は表示データ入
力、７は信号側駆動ＩＣ、８は走査側駆動ＩＣ、９は信
号側ＩＣ制御部、１０は走査側ＩＣ制御部である。な
お、この図は、説明のために各機能をブロックで示して
いるが、配線等の記載によって本発明は制限を受けるも
のではない。

【００４２】前述のように、駆動に必要な電圧レベル
は、走査側クロック信号Ｃｋの１サイク内では、２レベ
ルであるが、交流化のための１フレーム内でも走査側は
４レベル、信号側は３レベルが必要である。そこで、各
駆動ＩＣの電源を走査側クロック信号Ｃｋと同期して、
切り替えることで、この問題を解決している。

【００４３】図４では、駆動に必要な合計４レベルの電
圧を電圧入力１として電圧切替部４に入力する。この入
力電圧１は、一例をあげれば、抵抗分周した各電圧をオ
ペアンプ等でインピーダンス変換する方法や、Ｄ−Ａコ
ンバータ等の出力を使用することで作製することができ
る。入力された電圧は、電圧制御部３からの制御信号に
より電圧切替部４で信号側駆動ＩＣ７、走査側駆動ＩＣ
８の電圧入力へ出力される。ここで使用する電圧の範囲
は、使用する液晶セル５の液晶の材料や、セルパラメー
タの影響を受ける他、駆動ＩＣにより規定される電圧差
を考慮する以外に、本発明は制限を受けるものではな
い。ここで、駆動ＩＣの電位差とは、電圧入力ピンに規
定された他の電圧ピンとの電位差の規定を指す。

【００４４】電圧制御部３は、カウンタ，デコーダ等の
論理回路で、表１Ａ，１Ｂに示す表示に必要なタイミン
グで、電圧を切り替えるための信号を発生させる。Ｃ−
ＰＬＤ，ＦＰＧＡ，ゲートアレイ等で実現することがで
きる。電圧切替部４は、ＦＥＴ，トランジスタまたはこ
れらのアレイを使用して実現することができる。一方、
電圧制御部３と同期して、信号側駆動ＩＣ７，走査側駆
動ＩＣ８を駆動するための制御信号をそれぞれ信号側Ｉ
Ｃ制御部９，走査側ＩＣ制御部１０で作製する。図４に
示すブロック図では、これらの各機能を個別のブロック
で示しているが、本発明は、この構成に制限されるもの
ではない。

【００４５】また、論理回路部である電圧制御部３のＩ
Ｃと、信号側ＩＣ制御部９、および走査側ＩＣ制御部１
０は、一つの論理素子（Ｃ−ＰＬＤ，ＦＰＧＡ，ゲート
アレシ等）に１チップ化することで、部品点数を削減
し、また、各ブロック間の伝播遅延の影響を最小限とし
たコントローラを作製することができる。もちろん、ア
ナログ構成である電圧切替部４も、この部分単独で１モ
ールド化や、論理回路とのハイブリッド化を計ること
で、部品点数の削減を計ることができる。本法によれ
ば、既存の駆動ＩＣを使用して、（リセットパルスＲ）
＋（書き込みパルスＷ）が必要な２つの準安定状態を持
つ液晶セル５の駆動を安価に実現することが可能とな
る。

【００４６】続いて、リセットパルスＲを重ね合わせる
駆動方法を、既存の駆動ＩＣを使用して駆動する方法に
ついて説明する。本発明では、この駆動方法に対し、デ
ジタル信号により電圧階調を表示する信号側ＩＣを走査
線側に使用することで、新規に専用ＩＣを作製すること
なく、安価に実現する方法を考案した。これを以下に説
明する。図９に示す従来技術のリセットパルスＲを隣り
合う走査線で重ね合う駆動を行う波形に対し、本発明者
は、この波形を図５に示すように、信号側，走査側に分
解して波形検討を行った。

【００４７】図５は、本発明による液晶パネルの駆動方
法の実施形態を説明するためのタイムチャートであり、
交流化を達成するためのｎフレームとｎ＋１の走査期間
を持つもので、図５（Ａ）は第１走査線に印加される電
圧波形、図５（Ｂ）は第２走査線に印加される電圧波
形、図５（Ｃ）は第３走査線に印加される電圧波形、図
５（Ｄ）は第一信号線に印加される電圧波形、図５
（Ｅ）は（１，１）画素に印加される合成波形である。
なお、実線はＯＮ波形、点線はＯＦＦ波形を示す。

【００４８】図５に示すように、リセットパルスＲを重
ねる方法の場合も、前述のリセットパルスＲを重ねない
方法と同様に、リセットパルスＲのパルス幅と書き込み
パルスＷのパルス幅の最大公約数の幅を１周期とする信
号を用いる方法が有効であることを見出した。なお、図
５においては、説明のために、この信号を走査側クック
信号Ｃｋ（図示せず）とする。また、リセットパルスＲ
のパルス幅と書き込みパルスＷのパルス幅の比を３：１
とする。

【００４９】リセットパルスＲを重ねる方法において、
前述のリセットパルスＲを重ねない方法の場合と同様
に、走査側クロック信号Ｃｋの順位と走査側出力の関係
および走査側クロック信号Ｃｋの順位と信号側出力の関
係をあらわし、走査側クロック信号Ｃｋで分割された走
査側出力および信号側出力を交流化ｎフレームと交流化
ｎ＋１フレームに走査線毎にまとめた。

【００５０】図６は、本発明による液晶パネル駆動方法
の実施形態を説明するための走査側クロック信号Ｃｋの
順位と走査側出力との関係を示すタイムチャートであ
り、図６（Ａ）は第１走査線に印加される電圧波形、図
６（Ｂ）は第２走査線に印加される電圧波形、図６
（Ｃ）は第３走査線に印加される電圧波形、図６（Ｅ）
は走査側クロック信号Ｃｋである。

【００５１】表３Ａは、図６の交流化ｎフレームにおけ
る走査線（１〜４）の出力と走査側クロック信号Ｃｋと
の関係を示す表であり、表３Ｂは、図６の交流化ｎ＋１
フレームにおける走査線（１〜４）の出力の交流側クロ
ック信号Ｃｋとの関係をあらわす表である。

【００５２】

【表３】

【００５３】表３Ａにおいては、各々の駆動ＩＣが同時
（同一クロック信号Ｃｋ）に必要な電圧レベルは、Ｖ
５，Ｖ４，Ｖ１の最大である。同様に表３Ｂにおいて
も、各クロック信号Ｃｋ毎の電圧レベル数は、Ｖ２，Ｖ
３，Ｖ６の最大３である。

【００５４】図７は、本発明による液晶パネル駆動方法
の実施形態を説明するための走査側クロック信号Ｃｋと
信号側出力との関係を示すタイムチャートであり、

【００５５】表４Ａは、図７の交流化ｎフレームにおけ
る走査線（１〜４）の信号出力と走査側クロック信号Ｃ
ｋとの関係を示す表であり、

【００５６】表４Ｂは、図７の交流化ｎ＋１フレームに
おける表７と同様の関係をあらわす表である。

【００５７】

【表４】

【００５８】表４Ａにおいては、クロック信号Ｃｋ（１
〜３）ではＶ６、クロック信号Ｃｋ（４〜１１）ではＶ
６／Ｖ４、表４Ｂにおいては、クロック信号Ｃｋ（１〜
３）ではＶ１、クロック信号Ｃｋ（４〜１１）ではＶ１
／Ｖ３の２種類の電圧レベルであることが判明した。

【００５９】上述のように、走査側，信号側のそれぞれ
の駆動ＩＣの出力波形を、図６（走査側），図７（信号
側）に示すように、走査側クロック信号Ｃｋにより分割
し、各電圧レベルを走査側クロック信号Ｃｋ毎に整理し
た結果、表３Ａ，３Ｂ（走査側）および表４Ａ，４Ｂ
（信号側）に示す電圧の組み合わせが得られ、それぞれ
の駆動ＩＣが同時に必要な電圧レベルは３レベルである
ことがわかった。そこで、少なくとも、３レベルの電圧
レベルを選択可能な駆動ＩＣと、各電圧を切り替えるこ
とで、この場合も既存ＩＣでの駆動は実現できる。さら
に、交流化のための各フレーム間で、必要な電圧レベル
は６レベル（表４Ａ，４ＢのＶ１〜Ｖ６）であることか
ら、６レベル以上の電圧を選択可能な駆動ＩＣ（走査
側）を使用することで、電圧切替えを使用しないで、よ
り安価に実現することができる。

【００６０】なお、信号側駆動ＩＣを走査側に使用する
方法としては、出力する電圧を選択するデータを順次入
力することで、実現することができる。表３Ａ，３Ｂよ
り明らかなように、出力する電圧は、ある出力パターン
が順次出力されるため、この出力パターンを記憶素子に
保存し、順次読み出す方法で容易に実現することができ
る。また、繰り返しパターンの出力数が少ないため、論
理回路で出力を作製することで、記憶素子を使用せずに
実現することができ、部品点数，製品コストを削減する
ことができる。

【００６１】このときの問題点としては、走査側の電圧
レベルで駆動ＩＣ内部のシフトレジスタでは実現困難な
組み合わせが生じたことである。表３Ａ，３Ｂから明ら
かなように、走査側クロック信号１の期間では、走査側
２ライン以降、走査側クロック信号２の期間では、走査
側３ライン以降の信号は、走査側駆動ＩＣ８の入力端子
からの信号入力以前に動作が確定している必要がある。
そこで、本発明では、走査側について、一画面の走査開
始前に走査駆動ＩＣ８内部のシフトレジスタにＶ５（表
３Ａの場合）またはＶ２（表３Ｂの場合）の信号を入力
するステップを設けてこれを実現した。以下に、具体的
に示す。

【００６２】走査開始前（または、前回走査終了時）
に、信号側の走査クロックよりも高速なクロック信号を
使用し、走査側のすべてのシフトレジスタ内にデータを
読み込む。このとき、使用するクロック信号は、走査側
に使用する走査側駆動ＩＣ８のデータ読み込みのための
クロック信号の上限値以下であれば、その周波数は高い
ほど表示に使用しない期間を短くすることが可能とな
る。

【００６３】特に、本発明では、走査側駆動ＩＣとして
信号側駆動ＩＣを使用するため、クロック周波数につい
ては、通常の走査側駆動ＩＣに対して十分高速である。
一例をあげれば、信号側の表示データを読み込むための
クロック信号で、この走査側のデータを入力することが
できる。この場合、表示容量６４０×４８０（データ側
８ビットパラレル転送，二値表示，フレーム周波数６０
Ｈｚ）の表示に使用しない走査時間は、１走査時間×４
８０／（６４０／８）＝２０８．３３μｓｅとなり、表
示には影響しない。また、この構成では、新規に走査側
駆動ＩＣ８のデータ用にクロックを作製する必要はな
く、回路構成を簡便に、また、低コスト化が可能であ
る。以下に、駆動回路の全体の構成をブロック図８に示
す。

【００６４】図８は、本発明による液晶パネルの駆動方
法を説明するための駆動回路のブロック図で、図中、１
１は走査側データ作成部、１２は走査側データ制御部で
あり、図４の場合と同様の作用をする部分には、図４と
同じ参照番号を付してある。なお、図８は説明のために
各機能を１ブロックとして記載しており、電極線数等の
記載方法により本特許は制限を受けるものではない。

【００６５】図８に示す駆動回路において、信号側駆動
ＩＣ７，走査側駆動ＩＣ８として、３レベルの出力を持
つものについて説明する。図８では、電圧入力として駆
動に必要な合計６レベルの電圧を入力する。この入力電
圧１は、一例をあげれば、抵抗分周した各電圧をオペア
ンプ等でインピーダンス変換する方法や、Ｄ−Ａコンバ
ータ等の出力を使用することで作製することができる。
入力された電圧は、電圧制御部３からの制御信号により
電圧切替部４で信号側，走査側の各駆動ＩＣ７，８の電
圧入力へ出力される。ここで使用する電圧の範囲は、液
晶セル５の使用する液晶の材料や、セルパラメータの影
響を受ける他、前記信号側、走査側の各駆動ＩＣ７，８
により規定される電圧差を考慮する以外に、本発明は制
限を受けるものではない。ここで、駆動ＩＣの電位差と
は、電圧入力ピンに規定された他の電圧入力ピンとの電
位差の規定を指す。

【００６６】電圧制御部３は、カウンタ，デコーダ等の
論理回路で、表示に必要な（表３Ａ，３Ｂ）タイミング
で、電圧を切り替えるための信号を発生させる。Ｃ−Ｐ
ＬＤ，ＦＰＧＡ，ゲートアレイ等で実現することができ
る。ここでの出力切替えは、交流化のためのフレーム毎
に行われる。電圧切替部４は、ＦＥＴ，トランジスタま
たはこれらのアレイを使用して実現することができる。
一方、電圧制御部３と同期して、信号側，走査側駆動Ｉ
Ｃ７，８を駆動するための制御信号をそれぞれの信号側
ＩＣ制御部９，走査側ＩＣ制御部１０で作製する。

【００６７】走査側の出力を制御するためのデータは、
走査側データ作成部１１で作成している。ここでは、順
次出力される波形をクロック信号等を基準として作成す
る。走査側のデータ制御部１２は、構成で説明したフレ
ームの表示開始時（または、前フレームの表示完了後）
走査側駆動ＩＣ８のすべてのシフトレジスタにデータを
読み込ませる動作と、表示開始後の通常の表示のための
データ読み込みを制御する。図９に示す駆動回路のブロ
ック図では、これらの各機能を個別のブロックで示して
いるが、本発明は、この構成に制限されるものではな
い。

【００６８】論理回路である電圧制御部３のＩＣと、信
号側ＩＣ制御部９、および走査側ＩＣ制御部１０は、一
つの論理素子（Ｃ−ＰＬＤ，ＦＰＧＡ，ゲートアレイ
等）に１チップ化することで、部品点数を削減し、ま
た、各ブロック間の伝播遅延の影響を最小限としたコン
トローラを作製することができる。もちろん、アナログ
構成である電圧切替部４も、この部分単独で１モールド
化や、論理回路とのハイブリッド化を計ることで，部品
点数の削減を計ることができる。

【００６９】一方、信号側，走査側駆動ＩＣ７，８とし
て、６レベルの電圧出力を持つものを使用した場合、上
記構成に対して交流化のための電圧出力をすべて出力す
ることが可能なため、電圧切替部４が不要となる。各々
の電圧１は、直接、信号側，走査側駆動ＩＣ７，８に入
力することができる。走査のためのデータについては、
交流化を行うフレーム間で切り替える必要は生じるが、
コスト，部品点数とも電圧を切り替える場合に比べ、大
幅に削減可能となる。本方法によれば、通常使用されて
いるデジタル信号により電圧階調を実現する信号側駆動
ＩＣ７を走査側に使用することで、リセットパルスＲを
隣り合う走査線で重ね合う２つの準安定状態を持つ液晶
の液晶パネル駆動を安価に実現することが可能となる。

【００７０】実施例１（請求項１〜５に対応） ２つの準安定状態を持つ液晶の表示コントローラ（リセ
ットパルスを重ねないもの）をＣ−ＰＬＤであるLATTIC
E社のplsi1048で設計試作し、通常のＳＴＮ用駆動ＩＣ
として、ＴＩ社のTMS57202を信号側，走査側に使用した
（TMS57202は信号切り替えにより、信号側，走査側の両
方に使用することができる）。電源の切り替え回路を、
ＦＥＴを使用して構成した。液晶パネルとしては、２つ
の準安定状態を持つ表示容量１６０×１６０の液晶パネ
ルを作製した。比較のために、同一駆動ＩＣおよび液晶
材料を使用し、通常のＳＴＮ液晶パネルを作製した。

【００７１】試作した２つの表示装置をそれぞれ駆動
し、比較したところ、本発明による表示装置では、従来
のＳＴＮ用駆動ＩＣを使用しているにもかかわらず、２
つの準安定状態を持つ液晶パネルを駆動することがで
き、高速応答性の向上と、コントラストの向上が確認で
きた。

【００７２】実施例２（請求項６および８〜１０に対
応） 実施例１と同一構成で、２つの準安定状態を持つ液晶パ
ネルを作製し、コントローラ（リセットパネルＲを重ね
るもの）は、Lattice社plsi1048を使用し設計試作し、
駆動ＩＣとして、信号側，走査側とも日立製作所HD6631
0を使用した表示装置を作製した。なお、HD66310はデジ
タル信号により、各出力は８レベルの電圧を出力可能な
電圧階調用の信号側駆動ＩＣである。実施例１同様に、
比較のために同一駆動ＩＣおよび液晶材料を使用し、通
常のＳＴＮパネルを作製した。

【００７３】試作した２つの表示装置をそれぞれ駆動し
比較したところ、本発明による表示装置では、従来の駆
動ＩＣを使用しているにもかかわらず、２つの準安定状
態を持つ液晶パネルを駆動することができ、高速応答性
の向上と、コントラストの向上が確認できた。また、実
施例１に比較して、フレーム周波数を高くすることが可
能であることがわかり、実施例１に比較して大表示容量
（走査線数の増加）対応が可能であることがわかった。

【００７４】実施例３（請求項７〜１０に対応） 実施例１と同一構成で、２つの準安定状態を持つ液晶パ
ネルを作製し、コントローラは、Lattice社plsi1048を
使用し設計試作し、駆動ＩＣとして信号側，走査側とも
日立製作所のHD66310を使用した表示装置を作製した。
この実施例では、HD66310はデジタル信号により、各出
力は８レベルの電圧を出力可能な電圧階調用の信号側駆
動ＩＣであるが、この８レベルのうち、３レベルを使用
して交流化のためのフレーム間で電圧を切り替える構成
のものと、８レベル中６レベルを使用し、交流化フレー
ム間で、電圧を切り替え不要の構成のものを作成し、回
路構成を比較した。

【００７５】試作した２つの表示装置をそれぞれ駆動
し、比較したところ、表示品質は同等であり、本発明に
よる表示装置による従来の駆動ＩＣを使用による２つの
準安定状態を持つ液晶パネルを駆動することは確認でき
たが、駆動ＩＣの出力を６レベル使用したものでは、３
レベル使用に対し、部品点数，実装工数とも削減でき、
出力数として６レベルを使用することで、部品点数，製
品コストの削減が効果的に実施できることがわかった。

【００７６】

【発明の効果】 請求項１に対応する効果：２つの準安定状態を持つ液晶
パネルの駆動方法において、出力する電圧レベルとして
４レベルを持ち、該出力時に同時に選択できる電圧レベ
ルは前記４レベルのうち、２レベルである機能を持つ駆
動ＩＣを使用したので、安価で高品質な表示を実現する
ことができた。

【００７７】請求項２に対応する効果：請求項１に記載
の液晶パネルの駆動方法において、前記駆動ＩＣから出
力する前記各々の電圧レベルは、切替え可能としたの
で、前記駆動ＩＣとして既存の駆動ＩＣを使用できるの
で、安価に高品質な表示を実現することができた。

【００７８】請求項３に対応する効果：請求項２に記載
の液晶パネルの駆動方法において、前記駆動ＩＣから出
力する各電圧レベルを切り替える電圧レベル切り替え手
段は、論理信号によりあらかじめ設定された電圧に切り
替えたので、請求項２の発明と同様の効果が得られた。

【００７９】請求項４に対応する効果：請求項１乃至３
の何れかに記載の液晶パネルの駆動方法において、２つ
の準安定状態を持つ液晶パネルを駆動するための前記駆
動ＩＣから出力される前記２レベルの２種類の電圧を第
一の電圧パルスと第二の電圧パルスとし、該第一の電圧
パルスと該第二の電圧パルスの電圧はそれぞれ同一の基
準信号から作製されたので、低コストの電圧パルスが得
られる。

【００８０】請求項５に対応する効果：請求項４に記載
の液晶パネルの駆動方法において、前記第一の電圧パル
スと前記第二の電圧パルスを基準信号に基づいて出力
し、該基準信号の周期は、該第一の電圧パルス幅と該第
二の電圧パルス幅の最大公約数の期間としたので、論理
回路で容易にパルスを作製することができ、論理回路の
簡便化，低コスト化が実現できた。

【００８１】請求項６に対応する効果：２つの準安定状
態を持つ液晶パネルを駆動する駆動方法において、出力
時に各出力が選択できる電圧レベルは少なくとも３レベ
ルである駆動ＩＣを使用して駆動するので、液晶表示装
置の表示容量を、表示品質を確保したまま向上させるこ
とができた。

【００８２】請求項７に対応する効果：２つの準安定状
態を持つ液晶パネルを駆動する駆動方法において、出力
時に各出力が選択できる電圧レベルは、６レベル以上で
ある駆動ＩＣを使用して駆動したので、液晶表示装置の
表示容量を、表示品質を確保したまま大幅な部品点数の
削減，コストの削減とともに向上させることができた。

【００８３】請求項８に対応する効果：請求項６または
７に記載の液晶パネルの駆動方法において、前記液晶パ
ネルの走査側駆動ＩＣは、デジタル入力によりあらかじ
め決められた出力電圧パターンを順次選択して出力する
ようにしたので、液晶表示装置の表示容量を、表示品質
を確保したまま大幅な部品点数の削減，コストの削減と
ともに向上させることができた。

【００８４】請求項９に対応する効果：請求項８に記載
の液晶パネルの駆動方法において、前記液晶パネルの走
査側の出力電圧を選択する前記出力電圧パターンは、論
理回路を用いて、作製したので、液晶表示装置の表示容
量を、表示品質を確保したまま大幅な部品点数の削減，
コストの削減とともに向上させることができた。

【００８５】請求項１０に対応する効果：請求項６，
７，８または９に記載の液晶パネルの駆動方法におい
て、前記液晶パネルの走査側駆動ＩＣは、デジタル入力
による電圧階調用の前記液晶パネルの信号側駆動ＩＣを
使用したので、液晶表示装置の表示容量を、表示品質を
確保したまま大幅な部品点数の削減，コストの削減とと
もに向上させることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による駆動方法を説明するためのタイ
ムチャートである。

【図２】 本発明による駆動方法の走査側出力波形を示
すタイムチャートである。

【図３】 本発明による駆動方法の信号側出力波形を示
すタイムチャートである。

【図４】 本発明による駆動回路の一例を示すブロック
図である。

【図５】 本発明による駆動方法を説明するためのタイ
ムチャートである。

【図６】 本発明による駆動方法の走査側出力波形を示
すタイムチャートである。

【図７】 本発明による駆動方法の信号側出力波形を示
すタイムチャートである。

【図８】 本発明による駆動回路の一例を示すブロック
図である。

【図９】 従来技術による２つの準安状態を持つ液晶の
駆動波形の一例を示す図である。

【図１０】 従来技術による２つの準安定状態を持つ液
晶の駆動波形の一例を示す図である。

【符号の説明】

１…電圧入力、２…発振器、３…電圧制御部、４…電圧
切替部、５…液晶セル、６…表示データ入力、７…信号
側駆動ＩＣ、８…走査側駆動ＩＣ、９…信号側ＩＣ制御
部、１０…走査側ＩＣ制御部、１１…走査側データ作成
部、１２…走査側データ制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 文直 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 高橋 裕幸 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 宮垣 一也 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの準安定状態を持つ液晶パネルの駆
   動方法において、出力する電圧レベルとして４レベルを
   持ち、該出力時に同時に選択できる電圧レベルが前記４
   レベルのうち、２レベルである機能を持つ駆動ＩＣを使
   用することを特徴とする液晶パネルの駆動方法。
2. 【請求項２】 前記駆動ＩＣから出力する前記各々の電
   圧レベルは、切替え可能であることを特徴とする請求項
   １に記載の液晶パネルの駆動方法。
3. 【請求項３】 前記駆動ＩＣから出力する各電圧レベル
   を切り替える電圧レベル切り替え手段は、論理信号によ
   りあらかじめ設定された電圧に切り替えることを特徴と
   する請求項２に記載の液晶パネルの駆動方法。
4. 【請求項４】 ２つの準安定状態を持つ液晶パネルを駆
   動するための前記駆動ＩＣから出力される前記２レベル
   の２種類の電圧を、第一の電圧パルスと第二の電圧パル
   スとし、該第一の電圧パルスと該第二の電圧パルスの電
   圧はそれぞれ同一の基準信号から作製されることを特徴
   とする請求項１乃至３項の何れかに記載の液晶パネルの
   駆動方法。
5. 【請求項５】 前記第一の電圧パルスと前記第二の電圧
   パルスを基準信号に基づいて出力し、該基準信号の周期
   は、該第一の電圧パルス幅と該第二の電圧パルス幅の最
   大公約数の期間とすることを特徴とする請求項４に記載
   の液晶パネルの駆動方法。
6. 【請求項６】 ２つの準安定状態を持つ液晶パネルを駆
   動する駆動方法において、前記液晶パネルをＩＣで駆動
   し、該駆動ＩＣの出力時に各出力が選択できる電圧レベ
   ルは少なくとも３レベルであることを特徴とする液晶パ
   ネルの駆動方法。
7. 【請求項７】 ２つの準安定状態を持つ液晶パネルを駆
   動する駆動方法において、前記液晶パネルをＩＣで駆動
   し、該駆動ＩＣの出力時に各出力が選択できる電圧レベ
   ルは、６レベル以上であることを特徴とする液晶パネル
   の駆動方法。
8. 【請求項８】 前記液晶パネルの走査側駆動ＩＣは、デ
   ジタル入力によりあらかじめ決められた出力電圧パター
   ンを順次選択して出力することを特徴とする請求項６ま
   たは７に記載の液晶パネルの駆動方法。
9. 【請求項９】 前記液晶パネルの走査側の出力電圧を選
   択する出力電圧パターンは、論理回路を用いて作製する
   ことを特徴とする請求項８に記載の液晶パネルの駆動方
   法。
10. 【請求項１０】 前記液晶パネルの走査側駆動ＩＣは、
    デジタル入力による電圧階調用の前記液晶パネルの信号
    側駆動ＩＣを使用することを特徴とする請求項６，７，
    ８または９に記載の液晶パネルの駆動方法。