JPH1124637A

JPH1124637A - 単純マトリックス液晶表示装置の駆動方法

Info

Publication number: JPH1124637A
Application number: JP18014397A
Authority: JP
Inventors: Makoto Nagai; 真永井; Satoshi Nakazawa; 聡中沢; Kazuyoshi Kawaguchi; 和義河口; Yoshinori Hirai; 良典平井
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd; Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp; AGC Inc
Priority date: 1997-07-04
Filing date: 1997-07-04
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の単純マトリックス液晶表示装置では６
４階調以上の階調表現をできる駆動方法は存在しなかっ
た。【解決手段】フレームレートコントロール方式とパル
スウィズスモジュレーション方式とを組み合わせるとと
もに、各種のカラム電圧系列に応じてカラム電圧を可変
させたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、各画素毎に設け
られた複数の液晶素子をスーパツイステッドネマスティ
ック方式（以下、ＳＴＮ方式という）などで駆動するた
めに複数の行電極および複数の列電極を設け、これら各
電極に所定の電圧波形の電圧を印加することで上記各液
晶素子を所定の透過率を変化させ、これにより上記複数
の液晶素子のマトリックスからなる表示画像に所定の表
示画像を表示させる単純マトリックス液晶表示装置の駆
動方法に係り、特に、１２インチ以上の高精度な大画面
においても６４階調以上の階調にて自然画像などを表示
することができる単純マトリックス液晶表示装置の駆動
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような単純マトリックス液晶
表示装置の階調方式としては、液晶素子に印加するカラ
ム電圧の大きさを制御することで透過率を調整し、これ
により１フレーム周期毎に表示画像の階調表現を行う所
謂アンプリチュードモジュレーション方式（以下、ＡＭ
方式という）や、液晶素子へ印加するカラム電圧のパル
ス幅を制御することで透過率を調整し、これにより１フ
レーム周期毎に表示画像の階調表現を行うパルスウィズ
スモジュレーション方式（以下、ＰＷＭ方式という）
や、複数のフレーム周期を１つの表示画像を表示させる
ために使用し、各フレーム周期において液晶素子に印加
するカラム電圧を制御することで表示画像の階調表現を
行うフレームレートコントロール方式（以下、ＦＲＣ方
式という）などが知られている。以下、各方式について
検討する。

【０００３】上記ＡＭ方式とは、各画素に印加するカラ
ム電圧の大きさを制御することで、当該画素に印加する
実効値電圧を変化させ、これにより当該画素の輝度を制
御する階調方式である。この階調方式は、所定の画素に
印加する実効値電圧を変化させるためにカラム電圧の大
きさを変更してしまうので、階調数に応じてカラム電圧
のレベル数を増加させなければならなず、しかも、列電
圧の実効値電圧を一定にするために各列電極には補正用
カラム電圧を印加しなければならない。従って、このＡ
Ｍ方式にて６４階調を表現させようとした場合、その表
示階調数よりも多い電圧レベルに制御できるように構成
しなければならないので、現実的に極めて困難である。

【０００４】上記ＰＷＭ方式とは、各画素に印加するカ
ラム電圧のパルス幅を制御することで、当該画素に印加
する実効値電圧を変化させ、これにより当該画素の輝度
を制御する階調方式である。この階調方式は、階調数を
確保するためにはカラム電圧のパルス幅を細分化する必
要があるので、階調数に応じてカラム電圧を細分化させ
るにつれて高周波のカラム電圧が発生するようになる。
従って、このＰＷＭ方式にて６４階調を表現させようと
した場合、高周波となったカラム電圧において波形鈍り
の問題が生じ、選択画素において十分な輝度が得られな
くなってしまったり、輝度分布が不均一なってしまった
りしてしまい、しかも、タイミング発生回路も表示回数
に応じたタイミング設定ができなければならないので、
現実的に極めて困難である。

【０００５】上記ＦＲＣ方式とは、複数のフレーム周期
を１つの表示画像を表示させるために使用して、各フレ
ーム周期において液晶素子に印加するカラム電圧をＯ
Ｎ，ＯＦＦ制御することで表示画像の階調を表現する階
調方式である。この方式は、階調数を確保するためには
フレームの数を増加させる必要があり、その数が大きく
なると全体が１つの表示画像として視認されなくなっ
て、ちらついた画像が表示されたように見えてしまうと
いう問題がある。そして、現状の技術では１フレーム周
期に限界があり、特に大画面においては１画像を表現す
るためのフレーム数としては８〜１６個程度（つまり階
調数としては９〜１７階調程度）が限界である。従っ
て、自然画像を表示するために十分な６４以上の階調を
確保することは現実的に極めて困難である。

【０００６】以上のように従来の階調技術では、１２イ
ンチ以上のＳＴＮ方式の液晶表示装置を、自然画像を表
示するために最低限必要とされている６４階調以上の階
調方式にて駆動できる方法はなかった。

【０００７】そこで、発明者らは、上記ＰＷＭ方式と上
記ＦＲＣ方式とを組み合わせ、これにより６４階調以上
の階調表示を実現することを考えた。

【０００８】しかしながら、上記ＰＷＭ方式と上記ＦＲ
Ｃ方式とを組み合わせることで６４もの階調を確保しよ
うとした場合であっても、ＦＲＣ方式でのフレーム数は
駆動周波数などの兼ね合いから自ずと限界があり、ＰＷ
Ｍ方式で階調を確保する必要があることにはかわりがな
く、特に行電極が多くなる大画面においては、ある程度
カラム電圧が高周波化せざるを得なかった。その結果、
カラム電圧の波形が鈍り、上記ＰＷＭ方式と上記ＦＲＣ
方式とを組み合わせて階調表現を行おうとした場合に特
有の問題が生じてしまうことが解かった。具体的には、
階調を順次上げて行くと、ある階調において一瞬輝度レ
ベルが低下し、その次の階調においては正常な輝度に戻
るといった現象が生じる。言い換えれば、ある階調レベ
ルがその下の階調に対しては本来高い輝度となるはずな
のに、実際には１つの下の階調の輝度よりも低くなって
しまうと言う階調逆転現象の問題が生じる。ちなみに、
単なるＰＷＭ方式では基本的に階調に応じてパルス幅を
制御するだけなので、このような階調逆転は生じること
はない。

【０００９】以下、上記階調逆転現象を詳細に説明す
る。説明を容易にするために、線順次駆動にて行電極へ
走査電圧を印加する例で説明する。当該線順次駆動方式
は、各行電極に順次走査電圧を印加するとともに、複数
の列電極に対してそれと同期させてカラム電圧を印加す
ることで各行毎に輝度制御電圧を印加する駆動方式であ
り、階調とカラム電圧系列とが１対１で対応する駆動方
式である。

【００１０】また、ここでは、４フレーム周期で１つの
表示画像の階調を表現する４ＦＲＣ方式と、各フレーム
周期において２分割のＰＷＭ方式にて階調制御を行う例
で説明する。従って、各液晶素子は、上記４つのフレー
ム周期の間に印加された４つの輝度制御電圧（正確に
は、上記全ての行電極に対して４度ずつ電圧を印加し終
わるまでの時間（以下、１フレーム周期という）におけ
る平均的な実効値電圧）に応じた透過率に制御され、こ
の４フレーム周期毎に所定の画像を表示することができ
る。

【００１１】更に、ここでは、各フレームにおけるパル
ス幅の分割比を２：３とし、そのため図１２（ａ）に示
すように各フレーム周期では４つの階調を表現すること
ができ、４フレーム周期では２１階調の階調表現が可能
となった例で説明する。

【００１２】そして、このような例の階調方法では、各
階調とカラム電圧系列との対応は図１２（ｂ）に示すよ
うになる。同図において、４ＦＲＣ当たりの印加電圧の
和は、輝度制御電圧や階調の絶対値に対応するものでは
ないがこれら輝度制御電圧や階調と同じ順番となるもの
であり、階調順を示す１つの指標となるものである。こ
こで、この４ＦＲＣ当たりの印加電圧の和が「２．０」
となっているカラム電圧系列、ならびに、４ＦＲＣ当た
りの印加電圧の和が「２．２」となっているカラム電圧
系列に着目して頂きたい。以上の説明で明らかなよう
に、上記「２．２」のカラム電圧系列は上記「２．０」
のカラム電圧系列よりも４ＦＲＣ当たり印加電圧が大き
くなり、白黒画像で言えばより白に近い明るい階調を示
すはずである。

【００１３】しかしながら、「２．０」のカラム電圧系
列は、各フレーム周期内においてカラム電圧が変化しな
いので、その基本周波数は低い。それに対して、「２．
２」のカラム電圧系列は、各フレーム周期内において必
ず１度ずつカラム電圧は変化するので、その基本周波数
は高い。そして、液晶表示装置をこのカラム電圧の負荷
として考えた場合、各列電極が抵抗成分を有し、且つ、
各液晶素子が容量成分を有する負荷と等価と考えられ、
カラム電圧は抵抗と容量とが直列に接続された負荷に対
して印加されると考えることができる。従って、より高
周波成分が多い「２．２」のカラム電圧系列は「２．
０」のカラム電圧系列よりも多く減衰されてしまい、上
記容量負荷となる液晶素子に印加される電圧は結果的に
は少なくなってしまう。

【００１４】その結果、これら「２．２」のカラム電圧
系列と「２．０」のカラム電圧系列との間で液晶素子に
印加される実効値電圧は逆転し、輝度も逆転してしまう
ことになり、上述した輝度逆転の問題が発生する。

【００１５】なお、当該例では、ＰＷＭ方式とＦＲＣ方
式とを組み合わせた階調方式を線順次駆動方式に適用し
た場合を説明したが、上記階調逆転の問題は、特開平６
−２７９０４号公報や特開平８−６２５７４号公報に開
示されているマルチラインアドレッシング駆動方式（以
下、ＭＬＡ駆動方式）に適用した場合であっても同様に
問題となる。

【００１６】上記ＭＬＡ駆動方式は、複数の行電極を複
数本ずつの同時選択グループに分割した上で、当該同時
選択グループ毎に行電極に走査電圧を印加するととも
に、複数の列電極に対してもそれと同時にカラム電圧を
印加することで、同一のカラム電圧が印加される複数の
液晶素子に対して同時に選択電圧を印加し、これを少な
くとも上記同時選択行数と同数回以上繰り返す駆動方式
である。これにより、各液晶素子は、上記繰り返しが完
了するまでの時間（１フレーム周期）当たりに印加され
た実効値電圧に応じた透過率に制御され、この１フレー
ム周期毎に１つの表示画像が形成される。また、このＭ
ＬＡ駆動方式では、所定の１の液晶素子の輝度を制御す
るために印加する電圧は当該液晶素子の表示させたい輝
度のみにより決定されるものではなく、当該液晶素子と
同時選択される列方向に並ぶ他の液晶素子の輝度との関
係に基づいて決定される。

【００１７】また、ＰＷＭ方式とＦＲＣ方式とを組み合
わせた階調方式をＭＬＡ駆動方式に適用した場合には、
他の問題も生じる。具体的には、同一階調に制御したい
液晶素子の輝度が各列電極毎に印加されるカラム電圧系
列の違いに応じて異なったものとなってしまうという問
題がある。根本的な問題点は、上記階調逆転の場合と同
様に高周波成分を多く含むカラム電圧系列の方がより多
くの減衰を受けるためである。そして、上記例で示した
カラム電圧系列を所定の液晶素子に印加されるカラム電
圧の系列としてみるのでなく、１つの列電極に順次印加
されるカラム電圧の系列として見なせば理解できると思
うが、例えば、列方向の複数の液晶素子に対する印加電
圧が上記「２．２」のカラム電圧系列のように高周波成
分の多い系列であれば、１フレーム周期の間にカラム電
圧系列により各液晶素子に印加される実効値電圧は減少
してしまい、その結果、列方向の複数の液晶素子に対す
る印加電圧が上記「２．０」のカラム電圧系列のように
低周波成分の多い系列の当該実効値電圧よりも低いもの
となる。そして、これら２つの列電極に同一階調に制御
する液晶素子が存在した場合、これら異なる列にある２
つの画素に印加される実効値電圧に差が生じてしまい、
ひいては輝度差が生じてしまう。

【００１８】以上のように、従来存在するＰＷＭ方式と
ＦＲＣ方式とを単に組み合わせて、大画面の単純マトリ
ックス液晶表示装置において６４階調以上にて自然画像
を表示させるように対応させた場合において、ウィンド
ウ表示などをさせた時に、階調逆転や同一階調の輝度差
といった画質劣化が顕著に視認されるようになった。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明は上
記のような課題を解決するためになされたもので、階調
逆転を生じることなく大画面の単純マトリックス液晶表
示装置において６４階調以上にて自然画像を表示させる
ことが可能な単純マトリックス液晶表示装置の駆動方法
を得ることを目的とする。

【００２０】また、この発明は同一階調の輝度差を生ず
ることなく大画面の単純マトリックス液晶表示装置にお
いて６４階調以上にて自然画像を表示させることが可能
な単純マトリックス液晶表示装置の駆動方法を得ること
を目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る単純マトリックス液晶表示装置の駆動方法は、ＦＲＣ
方式とＰＷＭ方式とを組み合わせて階調表現を行うとと
もに、所定の液晶素子に所定の階調を表示させるために
印加される一連のカラム電圧系列に応じてカラム電圧の
大きさを可変制御するものである。

【００２２】請求項２記載の発明に係る単純マトリック
ス液晶表示装置の駆動方法は、特に、所定の液晶素子を
所定の階調に制御するために印加される一連のカラム電
圧が全て、各カラム電圧に割り当てることができる最大
のパルス幅よりも細い場合には、カラム電圧の大きさを
増加させるものである。

【００２３】請求項３記載の発明に係る単純マトリック
ス液晶表示装置の駆動方法は、ＭＬＡ駆動方式にて駆動
しつつＦＲＣ方式とＰＷＭ方式とを組み合わせて階調表
現を行うとともに、１フレーム周期の間に列電極に印加
される一連のカラム電圧系列に応じてカラム電圧の大き
さを可変制御するものである。

【００２４】請求項４記載の発明に係る単純マトリック
ス液晶表示装置の駆動方法は、特に、１フレーム周期の
間に列電極に印加されるカラム電圧が全て、各カラム電
圧に割り当てることができる最大のパルス幅よりも細い
場合には、カラム電圧の大きさを増加するものである。

【００２５】請求項５記載の発明に係る単純マトリック
ス液晶表示装置の駆動方法は、ＭＬＡ駆動方式にて駆動
するとともに、同時選択される行数よりも多い数の走査
電圧系列を想定して求まるカラム電圧系列を各列電極に
印加するものである。

【００２６】請求項６記載の発明に係る単純マトリック
ス液晶表示装置の駆動方法は、ＭＬＡ駆動方式にて駆動
するとともに、位相フレームによる制御を行うものであ
る。

【００２７】請求項７記載の発明に係る単純マトリック
ス液晶表示装置の駆動方法は、ＰＷＭ方式で分割される
各分割パルス毎にカラム電圧の大きさを可変制御するも
のである。

【００２８】請求項８記載の発明に係る単純マトリック
ス液晶表示装置の駆動方法は、カラム電圧の可変量は、
通常のカラム電圧の大きさの１０％以内であるものであ
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。実施の形態１．図１は本発明の実施の形態１による駆動
方法を適用した単純マトリックス液晶表示装置の構成を
示すブロック図である。図において、１５は（１０２４
画素×７２８画素×ＲＧＢ）個のＳＴＮ素子がマトリッ
クス状に配列された１５インチのＸＧＡ液晶パネルであ
り、１２は当該液晶パネル１５の上半分のＳＴＮ素子に
対応した複数の列電極に対してカラム電圧を印加する上
画面用カラムドライバであり、１３は上記液晶パネル１
５の下半分のＳＴＮ素子に対応した複数の列電極に対し
てカラム電圧を印加する下画面用カラムドライバであ
り、１４は上記液晶パネル１５の複数の行電極に対して
走査電圧を印加するロウドライバであり、１１はこれら
上画面用カラムドライバ１２、下画面用カラムドライバ
１３およびロウドライバ１４に対してデータ信号および
制御信号を出力するＭＬＡ駆動装置である。上記液晶パ
ネル１５は、２４０度のツイスト角のＳＴＮ方式にて駆
動する液晶に、位相補償を行う２枚の位相フィルムと、
内面カラーフィルタと、液晶バックライトとを組み合わ
せた構造のものであり、高精度表示が可能であり、上記
１０２４画素×７２８画素の表示画面はパソコンなどに
利用されるＸＧＡ水準の画像品質に相当する。

【００３０】また、本実施の形態１では、上記単純マト
リックス液晶表示装置に対して６０Ｈｚ毎に新たな画面
の画像情報を入力するとともに、表示画像がこの入力画
像に同期して６０Ｈｚ毎に更新されるようにして、入力
信号を記憶するために必要となるメモリを１画面分にま
で削減している。また、上記各カラムドライバ１２，１
３には６ビットパラレルの画像信号を入力して、６４階
調の画像情報が表示できるようになっている。

【００３１】そして、本実施の形態１では、画像のコン
トラストを確保するために線順次駆動方式ではなくＭＬ
Ａ駆動方式を採用した。具体的には、同時に走査電圧を
印加する行電極の数（同時選択行数）がＬ＝４で、且
つ、１フレーム周期の間に各行電極に４回ずつ走査電圧
を印加するように構成した。そして、同時選択される４
本の行電極に対して１フレーム周期あたりに印加される
走査電圧系列は、（式１）に示すような直行行列を採用
した。同式において、「１」は走査電圧が正の電圧であ
ることを意味し、「−１」は走査電圧が負の電圧である
ことを意味する。また、各行は各行電極へ印加される走
査電圧系列を意味し、各列は各々独立したタイミングに
て当該４本の行電極に印加される走査電圧である。

【００３２】

【数１】

【００３３】なお、この直行行列は、同一のカラム電圧
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが印加される列方向において少
なくとも隣接する４以上の画素１，１，１，１に対して
同一の画像を表示させる白あるいは黒の一様な表示画像
を表示する場合、列方向の配列において隣接する４以上
の画素１，１，１，１に対して白と黒とが交互にくる市
松模様の表示画像を表示する場合、および、列方向の配
列において隣接する４以上の画素１，１，１，１に対し
て「白白黒黒」あるいは「黒黒白白」とくる表示画像を
表示する場合において、各列電極へ印加されるカラム電
圧の二乗値はカラム電圧系列４の二乗平均和「４」と一
致する。そのため、これらの表示画像を表示した部位で
はデータ切換えの際に瞬時的にカラム電圧の実効値が変
動して瞬時的な輝度変化（スプライシング）が発生しな
い。ちなみに、一様な表示画像（１，１，１，１）を表
示する場合のカラム電圧系列の演算結果（２，２，２，
２）を（式２）に、および、白黒の市松模様の表示画像
（１，−１，１，−１）を表示する場合のカラム電圧系
列の演算結果（−２，２，２，−２）を（式３）に示
す。

【００３４】

【数２】

【００３５】

【数３】

【００３６】次に、この実施の形態１における階調方式
を説明する。図２に示すように、各カラム電圧を６：４
に不均一に２分割して各フレーム周期において４つの階
調表現（「１，０．２，−０．２，−１」となる）を行
うとともに、４フレーム周期で１つの画像を更新するよ
うにして、２５階調を表示できるように構成した。以
下、この分割されたカラム電圧を分割カラム電圧とい
う。また、このような階調表現を行うにあたって、本実
施の形態１では更に、カラム電圧制御と、位相フレーム
制御とを併用することにした。

【００３７】上記カラム電圧制御とは、特定のカラム電
圧系列が生じた場合に、カラム電圧を通常のものよりも
５％だけ大きくして列電極に印加する制御を意味する。
具体的には、図３（ａ）に示すように、所定の液晶素子
に所定の階調を表示させるために印加される一連のカラ
ム電圧系列が全て、各カラム電圧に割り当てることがで
きる最大のパルス幅よりも細い場合には（つまり２つの
分割カラム電圧の符号が異なる場合には）、カラム電圧
の大きさを一律５％増加する。また、図３（ｂ）に示す
ように、１フレーム周期の間に列電極に印加されるカラ
ム電圧が全て、各カラム電圧に割り当てることができる
最大のパルス幅よりも細い場合には（つまり２つの分割
カラム電圧の符号が異なる場合には）、カラム電圧の大
きさを一律５％増加する。

【００３８】上記位相フレーム制御とは、図４に４フレ
ームのＦＲＣの場合の例を示すように、複数の平均的な
輝度が複数のフレーム間において略均等となるように位
相を制御することを意味する。８フレームのＦＲＣの場
合であれば、８×８の液晶素子を１まとまりとして考
え、図４のように隣接する画素の位相を異なるものにず
らして制御すれば良い。

【００３９】そして、このような駆動方法により駆動さ
れる液晶表示装置に、６４階調の表示画像を入力して、
人間の顔などの自然な陰影のある画像を表示させた。そ
の結果、顔の輪郭や陰影を忠実に再現した高画質の画像
を表示することができた。

【００４０】また、図５に示すように、各列電極毎に異
なる階調に制御して６４階調のグラデーション表示を行
ったところ、輝度の順番が入れ代わってしまうことな
く、だんだんと輝度が変化するグラデーション表示を行
うことができた。

【００４１】次に、図６に示すように、一方の列電極に
は１フレーム周期の間に列電極に印加されるカラム電圧
が全て２つの分割カラム電圧の符号が異なるような階調
に制御する一方で、他方の列電極にはその大部分に２つ
の分割カラム電圧の符号が一致する白画像を表示させる
とともに、その残部に上記一方の階調と同一の階調を表
示させるようにした。その結果、これら２カ所の同一階
調部分の輝度は同一の輝度となっており、輝度差が視認
されてしまうようなことはなかった。さらに、動画を表
示させたとしてもスプライジングが発生することはなか
った。

【００４２】以上のように、本実施の形態１では、階調
逆転や同一階調の輝度不均一を生ずることなく１５イン
チの大画面に高精度、高コントラストの静止画像を表示
することができた。また、ちらつき（フリッカー）やク
ロストーク、スプライシングなどの画質劣化を伴わない
高品質な動画を高速に表示させることもできた。従っ
て、マルティメディア対応モニターや、車載用高密度情
報表示装置、携帯パソコン、携帯情報端末（ＰＤＡ）な
どにおいて、コンパクトディスク−リードオンリーメモ
リ（ＣＤ−ＲＯＭ）などに記憶された自然画像などの高
品質の画像を表示するために利用しても十分な品質（高
速、高コントラスト、高表示品位）の動画表示および自
然画表示が可能であることが確認された。なお、ＳＴＮ
素子からなる液晶表示装置は、同解像度のＴＦＴ素子か
らなる液晶表示装置よりも安価に製造することができ
る。

【００４３】表１に、カラム電圧制御に係るカラム電圧
の倍率を変化させた時の実験結果を示す。この表から明
らかなように、カラム電圧を１．１倍以上（つまり１０
％以上）変化させた場合には、そのカラム電圧で制御し
たい液晶素子の輝度変化が視認されてしまうようにな
る。

【００４４】（表１）カラム電圧の倍率選択画素の輝度変化１．１なし１．３視認された

【００４５】実施の形態２．カラム電圧制御において、
複数の分割カラム電圧を全て変化させるのではなく、一
方の分割カラム電圧を変化させるようにした。その他の
構成及び動作は実施の形態１と同様であり説明を省略す
る。

【００４６】そして、本実施の形態２では、分割カラム
電圧ごとに電圧の大きさを可変しているので、実施の形
態１と同様の作用効果を有すると共に、１選択当たりの
カラム電圧の実効値を細かく且つ多段に制御することが
できる。

【００４７】実施の形態３．同時選択行数をＬ＝３とす
るとともに、４つの走査電圧系列を想定して求まる４つ
のカラム電圧からなるカラム電圧系列として、各カラム
電圧の絶対値が全て「２」となるようにした以外は、実
施の形態１と同様の構成である。

【００４８】従って、如何なる表示画像あるいは表示階
調となったとしてもカラム電圧の絶対値は必ず「２」と
なり、全ての場合において上記カラム電圧の大きさを可
変する制御を行うことができた。その結果、カラム電圧
の鈍りに起因する画質劣化は全く発生しなかった。

【００４９】実施の形態４．階調方式と位相フレーム制
御とを変更した以外は実施の形態１と同様の構成であ
る。本実施の形態４の階調方式は、６フレーム周期で１
つの画像を更新するとともに、第１フレーム、第３フレ
ーム、第５フレームにおいては図７（ａ）に示すように
２：１の分割比にてＰＷＭ制御を行う一方で、第２フレ
ーム、第４フレーム、第６フレームにおいては図７
（ｂ）に示すように９：５の分割比にてＰＷＭ制御を行
うものである。そして、このような階調方式であれば、
図８から図１０に示すように、６４階調以上（９７階
調）の実効値電圧を生成することができる。

【００５０】また、本実施の形態４における位相フレー
ム制御は、図１１に示すように、２行６列を１つの位相
フレーム単位とする位相フレーム制御である。また、上
述したように、本実施の形態では奇数フレームにおける
パルス幅の分割比と偶数フレームにおけるパルス幅の分
割比とが異なるので、各列には同一分割比のフレームが
該当するように位相フレームを設定している。従って、
各フレーム周期毎にパルス幅の分割比が異なっているに
もかかわらず、位相フレーム制御を行うことができる。

【００５１】そして、本実施の形態４では、分割カラム
電圧ごとに電圧の大きさを可変しているので、実施の形
態１と同様の作用効果を有すると共に、自然画像を６４
階調以上の階調表現で表示させることができた。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、ＦＲＣ方式とＰＷＭ方式とを組み合わせて階調表
現を行うとともに、所定の液晶素子に所定の階調を表示
させるために印加される一連のカラム電圧系列に応じて
カラム電圧の大きさを可変制御するので、大画面の単純
マトリックス液晶表示装置においてもカラム電圧の波形
鈍りに起因する輝度低下を抑制して、階調逆転現象を防
止することができる。また、ＦＲＣ方式とＰＷＭ方式と
を組み合わせて階調表現を行っているので、当該大画面
において６４階調以上にて自然画像を表示させることが
可能である。

【００５３】請求項２記載の発明によれば、所定の液晶
素子を所定の階調に制御するために印加される一連のカ
ラム電圧が全て、各カラム電圧に割り当てることができ
る最大のパルス幅よりも細い場合には、カラム電圧の大
きさを増加させるので、１カラム電圧系列当たりのカラ
ム電圧の実効値が最も低下する上記最悪のカラム電圧系
列における輝度低下を抑制して、階調逆転現象を抑制す
ることができる。

【００５４】請求項３記載の発明によれば、ＦＲＣ方式
とＰＷＭ方式とを組み合わせて階調表現を行いつつＭＬ
Ａ駆動方式にて駆動するとともに、１フレーム周期の間
に列電極に印加される一連のカラム電圧系列に応じてカ
ラム電圧の大きさを可変制御するので、大画面の単純マ
トリックス液晶表示装置においてもカラム電圧の波形鈍
りに起因する輝度低下を抑制して、同一階調の輝度差を
抑制することができる。また、ＦＲＣ方式とＰＷＭ方式
とを組み合わせて階調表現を行っているので、当該大画
面において６４階調以上にて自然画像を表示させること
が可能である。

【００５５】請求項４記載の発明によれば、１フレーム
周期の間に列電極に印加されるカラム電圧が全て、各カ
ラム電圧に割り当てることができる最大のパルス幅より
も細い場合には、カラム電圧の大きさを増加するので、
１カラム電圧系列当たりのカラム電圧の実効値が最も低
下する最悪のカラム電圧系列における輝度低下を抑制し
て、同一階調の輝度差を抑制することができる。

【００５６】請求項５記載の発明によれば、ＭＬＡ駆動
方式にて駆動するとともに、同時選択される行数よりも
多い数の走査電圧系列を想定して求まるカラム電圧系列
を各列電極に印加するので、当該カラム電圧系列の各カ
ラム電圧を表示階調や表示画像に拘らず所定の電位の系
列に揃えることができる。従って、当該電位のカラム電
圧においてカラム電圧を可変できるようにしておけば、
少ないカラム電圧の可変制御により全てのカラム電圧系
列における輝度低下を抑制することが可能となる。

【００５７】請求項６記載の発明によれば、ＭＬＡ駆動
方式にて駆動するとともに、位相フレームによる制御を
行うので、上記１カラム電圧系列当たりのカラム電圧の
実効値が最も低下する最悪のカラム電圧系列の輝度を各
フレームで均一化させることができ、より一層の改善効
果が得られる。

【００５８】請求項７記載の発明によれば、ＰＷＭ方式
で分割される各分割パルス毎にカラム電圧の大きさを可
変制御するので、１選択当たりのカラム電圧の実効値を
細かく且つ多段に制御することができる。

【００５９】請求項８記載の発明によれば、カラム電圧
の変化量は通常のカラム電圧の大きさの１０％以内であ
るので、当該カラム電圧の大きさを変化させたことによ
る選択液晶素子の輝度の違いが視認されてしまうことは
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による単純マトリック
ス液晶表示装置を示すブロック図である。

【図２】この発明の実施の形態１によるＰＷＭ方式の説
明図である。

【図３】この発明の実施の形態１によるカラム電圧制御
の説明図である。

【図４】位相テーブル制御の説明図である。

【図５】この発明の実施の形態１によるグラデーション
表示画面の説明図である。

【図６】この発明の実施の形態１による同一階調の輝度
誤差確認用表示画面の説明図である。

【図７】この発明の実施の形態４によるパルス幅変調方
式の説明図である。

【図８】この発明の実施の形態４による階調リストであ
る（その１）。

【図９】この発明の実施の形態４による階調リストであ
る（その２）。

【図１０】この発明の実施の形態４による階調リストで
ある（その３）。

【図１１】この発明の実施の形態４による位相テーブル
制御の説明図である。

【図１２】従来の階調方式と輝度逆転との関係説明図で
ある。

【符号の説明】

１２，１３カラムドライバ（列電極）１４ロウドライバ（行電極）１６液晶素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河口和義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)発明者平井良典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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶素子へ印加するカラム電圧のパルス
幅を制御することで透過率を調整し、これにより１フレ
ーム周期毎に所定の階調表現を行うパルスウィズスモジ
ュレーション方式と、複数のフレーム周期を１つの表示
画像の階調を表示させるために使用し、各フレーム周期
において液晶素子に印加するカラム電圧を制御すること
で所定の階調表現を行うフレームレートコントロール方
式とを組み合わせて各液晶素子の階調を制御するととも
に、所定の液晶素子に所定の階調を表示させるために印加さ
れる一連のカラム電圧系列に応じてカラム電圧の大きさ
を可変制御することを特徴とする単純マトリックス液晶
表示装置の駆動方法。
【請求項２】所定の液晶素子を所定の階調に制御する
ために印加される一連のカラム電圧が全て、各カラム電
圧に割り当てることができる最大のパルス幅よりも細い
場合には、カラム電圧の大きさを増加させることを特徴
とする請求項１記載の単純マトリックス液晶表示装置の
駆動方法。
【請求項３】複数の行電極を複数本ずつの同時選択グ
ループに分割した上で、当該同時選択グループ毎に行電
極に走査電圧を印加するとともに、複数の列電極に対し
てもそれと同時にカラム電圧を印加することで、同一の
カラム電圧が印加される複数の液晶素子に対して同時に
選択電圧を印加し、これを少なくとも上記同時選択行数
と同数回以上繰り返すマルチラインアドレッシング駆動
方式にて駆動しつつ、液晶素子へ印加するカラム電圧のパルス幅を制御するこ
とで透過率を調整し、これにより１フレーム周期毎に所
定の階調表現を行うパルスウィズスモジュレーション方
式と、複数のフレーム周期を１つの表示画像の階調を表
示させるために使用し、各フレーム周期において液晶素
子に印加するカラム電圧を制御することで所定の階調表
現を行うフレームレートコントロール方式とを組み合わ
せて各液晶素子の階調を制御するとともに、１フレーム周期の間に列電極に印加される一連のカラム
電圧系列に応じてカラム電圧の大きさを可変制御するこ
とを特徴とする単純マトリックス液晶表示装置の駆動方
法。
【請求項４】１フレーム周期の間に列電極に印加され
るカラム電圧が全て、各カラム電圧に割り当てることが
できる最大のパルス幅よりも細い場合には、カラム電圧
の大きさを増加することを特徴とする請求項３記載の単
純マトリックス液晶表示装置の駆動方法。
【請求項５】同時選択される行数よりも多い数の走査
電圧系列を想定して求まるカラム電圧系列を各列電極に
印加することを特徴とする請求項３または請求項４記載
の単純マトリックス液晶表示装置の駆動方法。
【請求項６】位相フレームによる制御を行うことを特
徴とする請求項３から請求項５のうちのいずれか１項記
載の単純マトリックス液晶表示装置の駆動方法。
【請求項７】パルスウィズスモジュレーション方式の
パルス幅制御単位となる各分割パルス毎にカラム電圧の
大きさを可変制御することを特徴とする請求項１から請
求項６のうちのいずれか１項記載の単純マトリックス液
晶表示装置の駆動方法。
【請求項８】カラム電圧の変化量は、通常のカラム電
圧の大きさの１０％以内であることを特徴とする請求項
１から請求項７のうちのいずれか１項記載の単純マトリ
ックス液晶表示装置の駆動方法。