(57)【特許請求の範囲】
【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、前記液晶パネルに電圧パルスを印加する走査側駆動ＩＣ及び信号側駆動ＩＣと、前記２つの駆動ＩＣとは別に前記走査側駆動ＩＣから出力する電圧を切り替えるための電圧切替部が設けられており、走査側駆動ＩＣからの走査線と信号側駆動ＩＣからの信号線の交差する画素に印加する電圧レベルとして、リセットパルス用電圧レベル、書き込みパルス用電圧レベル、前記書き込みパルス用パルスより小さく前記書き込みパルス用電圧を印加する走査線以外の走査線に同じタイミングで印加する電圧レベルと基準値電圧レベルの４レベルを持ち、前記電圧切替部において前記４レベルの電圧レベルのうち２レベルの電圧レベルを選択し、該選択された２レベルの電圧レベルを該電圧切替部から駆動ＩＣに供給することを特徴とする液晶パネルの駆動方法。
【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、前記電圧切替部において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。
【請求項３】
前記電圧切替部におけ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。
【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。
【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。
【請求項６】
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、前記液晶パネルに電圧パルスを印加する走査側駆動ＩＣ及び信号側駆動ＩＣと、前記２つの駆動ＩＣとは別に前記走査側駆動ＩＣから出力する電圧を切り換えるための電圧切替部が設けられており、前記走査側駆動ＩＣから第ｎ信号線に印加されるリセットパルスと第ｎ＋１信号線に印加されるリセットパルスは走査側クロック信号の１周期分ずれており、前記駆動ＩＣから出力する電圧レベルとして、２つのリセットパルス用電圧レベル、２つの書き込みパルス用電圧レベルと２つの基準値用電圧レベルの６レベルを持ち、前記電圧切替部において前記６レベルの電圧レベルのうち３レベルの電圧レベルを選択し、該選択された３レベルの電圧レベルを該電圧切替部から駆動ＩＣに供給することを特徴とする液晶パネルの駆動方法。
【請求項７】
前記液晶パネルの走査側駆動ＩＣは、前記電圧切替部で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に記載の液晶パネルの駆動方法。
【請求項８】
前記液晶パネルの前記電圧切替部で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７に記載の液晶パネルの駆動方法。
【請求項９】
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または８に記載の液晶パネルの駆動方法。
【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ＩＴＯ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（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、あるいは、ＳＴＮ（ＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）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、前記液晶パネルに電圧パルスを印加する走査側駆動ＩＣ及び信号側駆動ＩＣと、前記２つの駆動ＩＣとは別に前記走査側駆動ＩＣから出力する電圧を切り替えるための電圧切替部が設けられており、走査側駆動ＩＣからの走査線と信号側駆動ＩＣからの信号線の交差する画素に印加する電圧レベルとして、リセットパルス用電圧レベル、書き込みパルス用電圧レベル、前記書き込みパルス用パルスより小さく前記書き込みパルス用電圧を印加する走査線以外の走査線に同じタイミングで印加する電圧レベルと基準値電圧レベルの４レベルを持ち、前記電圧切替部において前記４レベルの電圧レベルのうち２レベルの電圧レベルを選択し、該選択された２レベルの電圧レベルを該電圧切替部から駆動ＩＣに供給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、前記電圧切替部において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、前記電圧切替部におけ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の駆動方法において、前記液晶パネルに電圧パルスを印加する走査側駆動ＩＣ及び信号側駆動ＩＣと、前記２つの駆動ＩＣとは別に前記走査側駆動ＩＣから出力する電圧を切り換えるための電圧切替部が設けられており、前記走査側駆動ＩＣから第ｎ信号線に印加されるリセットパルスと第ｎ＋１信号線に印加されるリセットパルスは走査側クロック信号の１周期分ずれており、前記駆動ＩＣから出力する電圧レベルとして、２つのリセットパルス用電圧レベル、２つの書き込みパルス用電圧レベルと２つの基準値用電圧レベルの６レベルを持ち、前記電圧切替部において前記６レベルの電圧レベルのうち３レベルの電圧レベルを選択し、該選択された３レベルの電圧レベルを該電圧切替部から駆動ＩＣに供給することを特徴とし、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７の発明は、請求項６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、前記電圧切替部で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８の発明は、請求項７に記載の液晶パネルの駆動方法において、前記液晶パネルの前記電圧切替部で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７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９の発明は、請求項６，７または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７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Ｃｋ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】
0003556062.tif 000002
【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Ｖ１〜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】
0003556062.tif 000003
【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ＩＣ８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ＩＣ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】
0003556062.tif 000004
【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、Ｖ５，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，Ｖ３，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Ｃｋ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】
0003556062.tif 000005
【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Ｖ６／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６０Ｈｚ）の表示に使用しない走査時間は、１走査時間×４８０／（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、１１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−ＰＬＤ，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ＩＣ７，８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ＬＡＴＴＩＣＥ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ＨＤ６６３１０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、前記液晶パネルに電圧パルスを印加する走査側駆動ＩＣ及び信号側駆動ＩＣと、前記２つの駆動ＩＣとは別に前記走査側駆動ＩＣから出力する電圧を切り替えるための電圧切替部が設けられており、走査側駆動ＩＣからの走査線と信号側駆動ＩＣからの信号線の交差する画素に印加する電圧レベルとして、リセットパルス用電圧レベル、書き込みパルス用電圧レベル、前記書き込みパルス用パルスより小さく前記書き込みパルス用電圧を印加する走査線以外の走査線に同じタイミングで印加する電圧レベルと基準値電圧レベルの４レベルを持ち、前記電圧切替部において前記４レベルの電圧レベルのうち２レベルの電圧レベルを選択し、該選択された２レベルの電圧レベルを該電圧切替部から駆動ＩＣに供給したので、安価に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、前記電圧切替部において切替え可能としたので、前記駆動ＩＣとして既存の駆動ＩＣを使用して、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、前記電圧切替部におけ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１、２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の駆動方法において、前記液晶パネルに電圧パルスを印加する走査側駆動ＩＣ及び信号側駆動ＩＣと、前記２つの駆動ＩＣとは別に前記走査側駆動ＩＣから出力する電圧を切り換えるための電圧切替部が設けられており、前記走査側駆動ＩＣから第ｎ信号線に印加されるリセットパルスと第ｎ＋１信号線に印加されるリセットパルスは走査側クロック信号の１周期分ずれており、前記駆動ＩＣから出力する電圧レベルとして、２つのリセットパルス用電圧レベル、２つの書き込みパルス用電圧レベルと２つの基準値用電圧レベルの６レベルを持ち、前記電圧切替部において前記６レベルの電圧レベルのうち３レベルの電圧レベルを選択し、該選択された３レベルの電圧レベルを該電圧切替部から駆動ＩＣに供給するので、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７に対応する効果：請求項６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、前記電圧切替部で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、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た。
【００８４】
請求項８の発明は、請求項７に記載の液晶パネルの駆動方法において、前記液晶パネルの前記電圧切替部で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９に対応する効果：請求項６，７または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。
【図１】
0003556062.tif 000006
【図２】
0003556062.tif 000007
【図３】
0003556062.tif 000008
【図４】
0003556062.tif 000009
【図５】
0003556062.tif 000010
【図６】
0003556062.tif 000011
【図７】
0003556062.tif 000012
【図８】
0003556062.tif 000013
【図９】
0003556062.tif 000014
【図１０】
0003556062.tif 000015