(57)【要約】【課題】ＶＡ型液晶を用いる液晶表示パネルをパッシブ駆動する駆動方法であって、高コントラストを維持しつつ消費電力を低減する。【解決手段】同時選択ライン数を４（Ｌ＝４）とし、デューティ比１／１６でＶＡ型液晶表示パネルを複数ライン同時選択法（ＭＬＡ法）で駆動した場合に、バイアス比（Ｖｒ／Ｖｃ）を変化させていくと、オン／オフ比（Ｖｏｎ／Ｖｏｆｆ）の最大値が得られるときの駆動電圧Ｖｄが低くなる。また、ＩＡＰＴまたは同時選択ライン数を２としてＭＬＡ法で駆動する場合に比べて、オン／オフ比の最大値が得られるときの駆動電圧Ｖｄは最も低い。よって、ＶＡ型液晶を用いる液晶表示パネルをパッシブ駆動する場合には、同時選択ライン数を４にして、オン／オフ比を最大にするバイアス比を用いると、高コントラストを維持しつつ消費電力を低減することができる。【選択図】図２
2008083635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直配向型液晶を用いた液晶表示パネルを複数ライン同時選択駆動法により駆動する液晶表示装置の駆動方法であって、
同時選択ライン数を４とし、
最適バイアス比と駆動電圧を最も低くするようなバイアス比との間のバイアス比で液晶表示パネルを駆動する
ことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２】
デューティ比を１／Ｄ（Ｄ：自然数）で表した場合、Ｄを１００以下とする
請求項１記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項３】
デューティ比を１／１６とする
請求項２記載の液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直配向型液晶を用いる液晶表示パネルをパッシブ駆動する液晶表示装置の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の行電極（走査電極またはコモン電極とも呼ばれる。）と、行電極に交差するように配置された複数の列電極（データ電極、信号電極またはセグメント電極とも呼ばれる。）との間に液晶を挟持する液晶表示パネルの駆動方法として、行電極を一つずつ選択して選択した行電極に所定の電圧を印加する線順次駆動法がある。線順次駆動法には、非選択行の行電極の電位を一定にするＡＰＴ（Alto Pleshko Technique）や、一定周期で非選択行の行電極の電位を変化させるＩＡＰＴ（Improved APT）等がある。
【０００３】
また、線順次駆動法の他に、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）もある（例えば、特許文献１参照。）。同時選択される各行電極に印加される選択電圧は、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という。Ｌは同時選択ライン数すなわち同時選択される行電極数である。選択電圧は、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になる。
【０００４】
図６は、４行４列（Ｌ＝４、Ｋ＝４）の直交行列の一例を示す説明図である。直交行列における各行は同時選択される各行電極に対応する。例えば、同時選択される行電極中の第１番目の行電極に対して、選択行列の第１行目の要素が適用される。すなわち、第１行目における１列目の要素、２列目の要素、・・・、Ｋ列目の要素の順に選択電圧が、第１番目の行電極に印加される。
【０００５】
図７は、ＭＬＡ法による駆動波形例を示す説明図である。図７（Ａ）には、図６に示された選択行列における第１行の行電極に対する印加電圧波形（行電極電圧波形）が例示されている。選択行列における「＋１」はＶｒの選択電圧に対応し、「０」は−Ｖｒの選択電圧に対応する。よって、行電極に印加される電圧値は、非選択電圧（例えば、０Ｖ）を含めると、３種類の値のいずれかになる。また、行電極に印加される電圧の最大振幅（最大値−最小値）は２Ｖｒである。
【０００６】
列電極に順次印加されるべき電圧パターンは、同時選択ライン数分の列表示パターンと行選択パターン（選択行列の各列に相当）とについてビットごとに排他的論理和をとり、それらの結果の和をとった演算結果に対応する。従って、Ｌ＝４の場合、演算結果は、５種類の値のいずれかになる。図７（Ｂ）には、列電極に対する印加波形（列電極電圧波形）が例示されている。演算結果の最大値に相当する電圧を＋Ｖｃとすると、列電極に印加される電圧値は、＋Ｖｃ、＋Ｖｃ／２、０、−Ｖｃ／２、−Ｖｃのいずれかになる。また、列電極に印加される電圧の最大振幅（最大値−最小値）は２Ｖｃである。
【０００７】
また、液晶表示パネルに用いられる液晶として、ＴＮ（Twisted Nematic ）型液晶やＳＴＮ（Super Twisted Nematic ）型液晶などのねじれ配向を有する液晶の他、垂直配向（Vertical Alignment）を有するＶＡ型液晶がある。ＶＡ型液晶では、電圧が印加されないときには液晶分子が基板面に対して略垂直な状態（以下、垂直状態という。）にあり、電圧が印加されると、液晶分子が基板面に対して略垂直な状態から水平方向に対して傾いた状態（以下、水平状態という。）になる。垂直状態では、液晶表示パネルに入射した光は液晶分子の影響を受けないので、高コントラスト化を達成できる。
【０００８】
【特許文献１】国際公開第９９／１９７６４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、ＶＡ型液晶では、垂直状態にある液晶分子を水平状態に遷移させなければならないので、電圧印加時の立ち上がり速度が遅くなる。すなわち、駆動電圧の変化に対する透過率の変化は緩やかである。換言すれば、電圧−透過率特性の急峻性が悪くなる。以下、液晶表示パネルにおける電圧が印加されない画素をオフ画素といい、電圧が印加されている画素をオン画素という。また、オン画素に印加される電圧をオン電圧（Ｖｏｎ）、オフ画素に印加される電圧をオフ電圧（Ｖｏｆｆ）という。
【００１０】
駆動電圧の変化に対する透過率の変化は緩やかであるから、高コントラストを維持するには、Ｖｏｎ／Ｖｏｆｆ（以下、オン／オフ比という。）の値を高くすることが望ましい。
【００１１】
ＭＬＡ法は、フレーム応答を抑制するとともにコントラスト向上に効果を発揮するので、ＶＡ型液晶を駆動するのに効果的である。そこで、以下、ＶＡ型液晶をＭＬＡ法で駆動することを考える。
【００１２】
（行電極に印加される電圧の最大振幅）／（列電極に印加される電圧の最大振幅）がバイアス比であるが、Ｌ＝４のＭＬＡ法の場合、最適バイアス比は√Ｄ／４であるとする。Ｄはデューティ数であり、デューティ比の分母の自然数値である。上記の特許文献１に記載されているように、Ｌ（Ｌ：同時選択ライン数）＝√Ｎ（Ｎ：全行電極数）の場合には最適バイアス比でＭＬＡ法によって駆動すれば、線順次駆動法で駆動する場合に比べて、駆動電圧を低減できることが知られている。ここで、駆動電圧とは、液晶を駆動するために必要な電源電圧であり、その値は、行電極に印加される電圧の最大振幅と列電極に印加される電圧の最大振幅とのうちの大きい方である。
【００１３】
しかし、最適バイアス比で駆動する場合、オン／オフ比を大きくすることができるが、駆動電圧は必ずしも低くはならない。特に、携帯機器等に搭載される液晶表示パネルには、低消費電力であることが求められる。
【００１４】
上記のように、ＶＡ型液晶を用いる場合には、オン／オフ比をある程度高い値にしないと高コントラストが得られない。すなわち、ＶＡ型液晶を用いる場合には、駆動電圧を低くすることも重要であるが、ＳＴＮ型液晶を用いる場合と比較すると、オン／オフ比を高い値に維持することも重要である。
【００１５】
そこで、本発明は、高コントラスト化を達成できるＶＡ型液晶を用いる液晶表示パネルをパッシブ駆動する駆動方法であって、高コントラストを維持しつつ消費電力を低減することができる液晶表示装置の駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明による液晶表示装置の駆動方法は、垂直配向型液晶を用いた液晶表示パネルを複数ライン同時選択駆動法により駆動する液晶表示装置の駆動方法であって、同時選択ライン数を４とし、最適バイアス比と駆動電圧を最も低くするようなバイアス比との間のバイアス比で液晶表示パネルを駆動することを特徴とする。
【００１７】
デューティ比を１／Ｄ（Ｄ：自然数）で表した場合、Ｄを１００以下とすることが好ましい。また、デューティ比は１／１６であることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、垂直配向型液晶を用いる液晶表示パネルをパッシブ駆動する場合に、高コントラストを維持しつつ、駆動電圧を下げて消費電力を低減することができる。また、フレーム応答を抑制して、液晶表示パネルが高温環境にあるときでも高透過率を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明による液晶表示装置の駆動方法を実現可能な駆動回路の機能ブロック構成例を示すブロック図である。図１に示す構成において、例えば駆動回路の外部に存在するＭＰＵ（Micro Processing Unit）から表示制御信号が入力されるコントローラ回路１０１は、ＭＬＡ演算回路１０３、直交関数発生回路１０４、セグメント回路１０５およびコモン回路１０６にタイミング信号（制御信号）を出力するとともに、メモリ回路１０２からＭＬＡ演算回路１０３に対して表示データを出力させる。
【００２０】
直交関数発生回路１０４は、直交行列である選択行列を保持する。選択行列の各列をＲＯＷベクトルという。また、ここでは、同時選択ライン数として４、選択行列として４行４列の直交行列を想定する。直交関数発生回路１０４は、所定期間毎に出力されるコントローラ回路１０１からの制御信号に応じて、各ＲＯＷベクトルを順にＭＬＡ演算回路１０３およびコモン回路１０６に出力する。ＭＬＡ演算回路１０３は、表示データと直交関数発生回路１０４からのＲＯＷベクトルとの間でＭＬＡ演算を行って、演算結果に応じた値をセグメント回路１０５に出力する。なお、ＭＬＡ演算とは、表示データとＲＯＷベクトルとのビット毎の排他的論理和の和をとる演算である。
【００２１】
セグメント回路１０５は、ＭＬＡ演算回路１０３が出力する値をラッチし、ラッチした値に応じて信号電圧としての駆動電圧＋Ｖｃ、＋Ｖｃ／２、０、−Ｖｃ／２、または−Ｖｃが各列電極に印加されるように制御する。また、コモン回路１０６は、コントローラ回路１０１からの制御信号に応じて、選択されている３行に対応する行電極に選択電圧としての駆動電圧＋Ｖｒまたは−Ｖｒが印加され、選択されていない行に対応する行電極に非選択電圧ＶＭ（例えば０Ｖ）が印加されるように制御する。メモリ回路１０２には、例えば駆動回路の外部に存在するＭＰＵから表示データが入力される。メモリ回路１０２は、入力された表示データを保持する。
【００２２】
図２は、デューティ比１／１６でＶＡ型液晶表示パネルを駆動した場合に、バイアス比（Ｖｒ／Ｖｃ）を変化させたときの駆動電圧Ｖｄとオン／オフ比との関係の一例を示す説明図である。図２において、ａで示される曲線は、ＩＡＰＴで駆動したときの駆動電圧Ｖｄとオン／オフ比との関係を示す。ｂで示される曲線は、同時選択ライン数を２としてＭＬＡ法で駆動したときの駆動電圧Ｖｄとオン／オフ比との関係を示す。ｃで示される曲線は、同時選択ライン数を４としてＭＬＡ法で駆動したときの駆動電圧Ｖｄとオン／オフ比との関係を示す。ａ，ｂ，ｃのそれぞれで示される曲線の意味は、図３〜図５でも同じである。また、図２において、縦軸は、オフ電圧Ｖｏｆｆが１．８Ｖであるときの駆動電圧Ｖｄの値を示す。縦軸が示すことは、図３〜図５でも同じである。なお、図２〜図５に示す関係は、シミュレーションで得られた関係である。
【００２３】
以下、ＩＡＰＴで駆動することを駆動法ａで駆動するといい、同時選択ライン数を２としてＭＬＡ法で駆動することを駆動法ｂで駆動するといい、同時選択ライン数を４としてＭＬＡ法で駆動することを駆動法ｃで駆動するということがある。
【００２４】
デューティ比１／１６で駆動する場合に、駆動法ａ，ｂ，ｃのいずれで駆動した場合にも、同じオン／オフ比の最大値が得られる。しかし、オン／オフ比の最大値が得られるときの駆動電圧Ｖｄは異なっている。具体的には、駆動法ｃで駆動した場合に、オン／オフ比の最大値が得られるときの駆動電圧Ｖｄが最も低い。図２に示す例では、オン／オフ比の最大値は１．２９１であり、駆動法ｃで駆動した場合には駆動電圧Ｖｄは５．８８Ｖであって最も低い。
【００２５】
また、駆動法ａ，ｂ，ｃのそれぞれで駆動した場合に、駆動電圧Ｖｄを最小にするようにバイアス比を設定したときのオン／オフ比は、それぞれ異なっている。具体的には、駆動法ａ，ｂで駆動した場合には、駆動電圧Ｖｄを下げるようにバイアス比を設定すると、オン／オフ比が大幅に小さくなる。上述したように、ＶＡ型液晶表示パネルを駆動する場合にはオン／オフ比をできるだけ大きくすることが好ましいので、デューティ比１／１６で駆動する場合、駆動法ｃを用いることは、駆動法ａ，ｂを用いることに対して有利である。
【００２６】
図３（Ａ）は、デューティ比１／８でＶＡ型液晶表示パネルを駆動した場合に、バイアス比を変化させたときの駆動電圧Ｖｄとオン／オフ比との関係の一例を示す説明図である。図３（Ｂ）には、図３（Ａ）の一部が拡大されたものが示されている。
【００２７】
図３（Ｂ）に示すように、デューティ比１／８で駆動する場合に、駆動法ａ，ｂ，ｃのいずれで駆動したときにも、同じオン／オフ比の最大値が得られる。しかし、オン／オフ比の最大値が得られるときの駆動電圧Ｖｄは異なっている。具体的には、駆動法ａで駆動した場合に、オン／オフ比の最大値が得られるときの駆動電圧Ｖｄが最も低い。図３に示す例では、オン／オフ比の最大値は１．４４６であり、駆動法ｃで駆動した場合には駆動電圧Ｖｄは６．１４Ｖであって最も低い。しかし、その値は、駆動法ｂ，ｃで駆動した場合の値に近い。すなわち、デューティ比１／８で駆動する場合には、駆動法ａ，ｂ，ｃのいずれで駆動した場合にも、最大のオン／オフ比が得られるときの駆動電圧Ｖｄは近い値になっている。
【００２８】
また、駆動電圧Ｖｄを最も低くするようにバイアス比を設定した場合、駆動法ｂ，ｃで駆動するときのオン／オフ比（図３（Ｂ）に示す例では１．４１４）は、駆動法ａで駆動するときに比べて高い。なお、駆動電圧Ｖｄを最も低くするようにバイアス比を設定した場合に駆動法ｂ，ｃで駆動するときの駆動電圧Ｖｄは５．０９Ｖであるが、そのときのオン／オフ比１．４１４に対応する駆動法ａで駆動するときの駆動電圧Ｖｄは５．４０Ｖである。
【００２９】
図４は、デューティ比１／１６および１／３２でＶＡ型液晶表示パネルを駆動した場合に、バイアス比を変化させたときの駆動電圧Ｖｄとオン／オフ比との関係の一例を示す説明図である。なお、図４（Ａ）にはデューティ比１／１６の場合が示され、図４（Ｂ）にはデューティ比１／３２の場合が示されているが、図４（Ａ）に示す説明図の内容は、図２に示された内容と同じである。
【００３０】
図４（Ｂ）に示すように、デューティ比１／３２で駆動する場合に、駆動法ａ，ｂ，ｃのいずれで駆動した場合にも、同じオン／オフ比の最大値が得られる。しかし、オン／オフ比の最大値が得られるときの駆動電圧Ｖｄは異なっている。具体的には、駆動法ｃで駆動した場合に、オン／オフ比の最大値が得られるときの駆動電圧Ｖｄが最も低い。図４（Ｂ）に示す例では、オン／オフ比の最大値は１．１９６であり、駆動法ｃで駆動した場合には駆動電圧Ｖｄは７．９０Ｖであって最も低い。
【００３１】
また、駆動電圧Ｖｄを最も低くするようにバイアス比を設定した場合、駆動法ｃで駆動するときのオン／オフ比（図４（Ｂ）に示す例では１．１８３）は、駆動法ａ，ｂで駆動するときに比べて高い。なお、駆動電圧Ｖｄを最も低くするようにバイアス比を設定した場合に駆動法ｃで駆動するときの駆動電圧Ｖｄは６．４４Ｖであるが、そのときのオン／オフ比１．１８３に対応する駆動法ａ，ｂで駆動するときの駆動電圧Ｖｄは８．０５Ｖ以上である。
【００３２】
図５は、デューティ比１／６４および１／１２８でＶＡ型液晶表示パネルを駆動した場合に、バイアス比を変化させたときの駆動電圧Ｖｄとオン／オフ比との関係の一例を示す説明図である。なお、図５（Ａ）にはデューティ比１／６４の場合が示され、図５（Ｂ）にはデューティ比１／１２８の場合が示されている。
【００３３】
図５（Ａ）に示すように、デューティ比１／６４で駆動する場合に、駆動法ａ，ｂ，ｃのいずれで駆動した場合にも、同じオン／オフ比の最大値が得られる。しかし、オン／オフ比の最大値が得られるときの駆動電圧Ｖｄは異なっている。具体的には、駆動法ｃで駆動した場合に、オン／オフ比の最大値が得られるときの駆動電圧Ｖｄが最も低い。図５（Ａ）に示す例では、オン／オフ比の最大値は１．１３４であり、駆動法ｃで駆動した場合には駆動電圧Ｖｄは１０．８９Ｖであって最も低い。
【００３４】
また、駆動電圧Ｖｄを最も低くするようにバイアス比を設定した場合、駆動法ｃで駆動するときのオン／オフ比（図５（Ａ）に示す例では１．１０６）は、駆動法ａ，ｂで駆動するときに比べて高い。なお、駆動電圧Ｖｄを最も低くするようにバイアス比を設定した場合に駆動法ｃで駆動するときの駆動電圧Ｖｄは６．７９Ｖであるが、そのときのオン／オフ比１．１０６に対応する駆動法ａ，ｂで駆動するときの駆動電圧Ｖｄは８．４９Ｖ以上である。
【００３５】
図５（Ｂ）に示すように、デューティ比１／１２８で駆動する場合に、駆動法ａ，ｂ，ｃのいずれで駆動した場合にも、同じオン／オフ比の最大値が得られる。しかし、オン／オフ比の最大値が得られるときの駆動電圧Ｖｄは異なっている。具体的には、駆動法ｃで駆動した場合に、オン／オフ比の最大値が得られるときの駆動電圧Ｖｄが最も低い。図５（Ｂ）に示す例では、オン／オフ比の最大値は１．０９３であり、駆動法ｃで駆動した場合には駆動電圧Ｖｄは１５．０１Ｖであって最も低い。
【００３６】
また、駆動電圧Ｖｄを最も低くするようにバイアス比を設定した場合、駆動法ｃで駆動するときのオン／オフ比（図５（Ｂ）に示す例では１．０５７）は、駆動法ａ，ｂで駆動するときに比べて高い。なお、駆動電圧Ｖｄを最も低くするようにバイアス比を設定した場合に駆動法ｃで駆動するときの駆動電圧Ｖｄは６．９９Ｖであるが、そのときのオン／オフ比１．０５７に対応する駆動法ａ，ｂで駆動するときの駆動電圧Ｖｄは８．７３Ｖ以上である。
【００３７】
以上のシミュレーション結果から、同時選択ライン数を４としてＭＬＡ法で駆動する駆動法ｃを用いると、線順次駆動法で駆動する駆動法ａおよび同時選択ライン数を２としてＭＬＡ法で駆動する駆動法に比べて、１／８〜１／１２８のデューティ比で駆動する場合に、オン／オフ比を最も高くするバイアス比を設定したときの駆動電圧Ｖｄは、最も低いか、または最も低い値に近い（デューティ比１／８の場合の駆動法ａとの比較）ことがわかる。
【００３８】
また、駆動電圧Ｖｄを最も低くするようにバイアス比を設定した場合、駆動法ｃで駆動するときのオン／オフ比は、駆動法ａ，ｂで駆動するときに比べて高いか、または等しい（デューティ比１／８の場合の駆動法ｂとの比較）。
【００３９】
すなわち、同時選択ライン数を４としてＭＬＡ法で駆動する場合に、１／８〜１／１２８のデューティ比の範囲では、最適バイアス比（オン／オフ比を最も高くするバイアス比）から、駆動電圧Ｖｄを最も低くするようなバイアス比の間でＶＡ型液晶表示パネルを駆動すると、駆動法ａ，ｂで駆動するときに比べて、より低い駆動電圧Ｖｄになるか、または同程度の駆動電圧Ｖｄになる（デューティ比１／８の場合）。
【００４０】
また、例えば、駆動電圧Ｖｄを８Ｖ程度以下に抑え、オン／オフ比として１．１以上を確保したい場合には、デューティ数は１００程度以下であることが好ましい（図５（Ａ），（Ｂ）参照）。
【００４１】
なお、デューティ比１／１６の場合には、駆動電圧Ｖｄを最も低くするようなバイアス比は最適バイアス比と一致している。図２において、駆動電圧Ｖｄを最も低くし最適バイアス比である場合がＡで示されているが、デューティ比１／１６の場合に、Ａに相当するバイアス比の近傍のバイアス比を用いても、オン／オフ比を高い値に維持しつつ駆動電圧Ｖｄを低下させる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、ＶＡ型液晶を用いる液晶表示装置をパッシブ駆動する駆動方法に効果的に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による液晶表示装置の駆動方法を実現可能な駆動回路の機能ブロック構成例を示すブロック図。
【図２】デューティ比１／１６でＶＡ型液晶表示パネルを駆動した場合に、バイアス比を変化させたときの駆動電圧とオン／オフ比との関係を示す説明図。
【図３】デューティ比１／８でＶＡ型液晶表示パネルを駆動した場合に、バイアス比を変化させたときの駆動電圧とオン／オフ比との関係を示す説明図。
【図４】デューティ比１／１６および１／３２でＶＡ型液晶表示パネルを駆動した場合に、バイアス比を変化させたときの駆動電圧とオン／オフ比との関係を示す説明図。
【図５】デューティ比１／６４および１／１２８でＶＡ型液晶表示パネルを駆動した場合に、バイアス比を変化させたときの駆動電圧とオン／オフ比との関係を示す説明図。
【図６】４行４列の直交行列の一例を示す説明図。
【図７】ＭＬＡ法による駆動波形例を示す説明図。
【符号の説明】
【００４４】
１０１  コントローラ回路
１０２  メモリ回路
１０３  ＭＬＡ演算回路
１０４  直行関数発生回路
１０５  セグメント回路
１０６  コモン回路
【図１】
2008083635.tif 000003
【図２】
2008083635.tif 000004
【図３】
2008083635.tif 000005
【図４】
2008083635.tif 000006
【図５】
2008083635.tif 000007
【図６】
2008083635.tif 000008
【図７】
2008083635.tif 000009