(57)【要約】（シングル・ラインまたはマルチ・ライン）ＲＭＳアドレッシング方式では、表示される画像に変化を及ぼすことなくパルス・シーケンスに更なるパルスを付加して、この付加パルスによってＲＭＳ電圧がゼロになるようにする。この可能性により、例えばシンギング・ディスプレイに音響信号を駆動する、またはディスプレイにプローブ信号を駆動して触覚動作を行うために使用することができる任意の所望のパルスを付加することが可能になる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
行電極または選択電極を備えた第１の基板と列電極またはデータ電極を備えた第２の基板との間に位置し、前記行電極と列電極の重なり合った部分がピクセルを画定する液晶材料と、
前記列電極を駆動する駆動手段と、
表示しようとする画像に応じてＮ個の行電極を駆動する駆動手段であって、前記行電極が選択期間ｔ１の間に選択される駆動手段と、
別の非画像適用業務に応じて期間ｔａｐｐの間に行電極または列電極を駆動する別の駆動手段と、を備えるディスプレイ装置であって、
液晶の多重化可能性ｍが（Ｎ．ｔ１＋ｔａｐｐ）／ｔ１より大きい、ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記列電極を駆動する駆動手段と、
表示しようとする画像に応じてＮ個の行電極を駆動する駆動手段と、
別の非画像適用業務に応じてＭ個の行電極を駆動する別の駆動手段と、を備え、
ｎが前記別の非画像適用業務の間に同時に駆動される行電極の数であるとすると、前記液晶の多重化可能性ｍが、（Ｍ／ｎ＋Ｎ）より大きい、請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
前記別の非画像適用業務の選択中の行電極に対する駆動信号およびそれに対応する列信号により、ＲＭＳ電圧がゼロとなる、請求項１または２に記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
ｎ＝１である、請求項２に記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
Ｍ＝Ｎである、請求項４に記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
動作状態において、ｐ個の行電極からなる複数のグループに互いに直交した信号を連続的に供給する、請求項１または２に記載のディスプレイ装置。
【請求項７】
可変フレーム・レートを有する、請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項８】
前記非画像適用業務が、入力機能を含む、請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項９】
前記入力機能が、接触機能またはマイクロフォン機能を含む、請求項８に記載のディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記非画像適用業務が、出力機能を含む、請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記出力機能が、振動導入機能または音響機能を含む、請求項１に記載のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の行電極または選択電極を備えた第１の基板と複数の列電極またはデータ電極を備えた第２の基板との間に位置し、行電極と列電極とが重なり合う部分によってピクセルが画定される液晶材料と、表示する画像に応じて列電極を駆動する駆動手段とを含むディスプレイ装置に関する。このようなディスプレイ装置は、例えば、ラップトップ・コンピュータやノートブック・コンピュータ、電話機などの携帯装置で使用される。
【背景技術】
【０００２】
このタイプの受動マトリクス・ディスプレイは、一般に既知である。このようなディスプレイでは、ｍは、液晶材料のしきい値電圧Ｖｔｈおよび飽和電圧Ｖｓａｔによって決まる最大コントラストで最大限に多重化される行の数である。ＡｌｔおよびＰｌｅｓｈｋｏの分析（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｅｌ．Ｄｅｖ．、Ｖｏｌ  ＥＤ−２１、Ｎｏ．２、１９７４年２月、ｐｐ．１４６〜１５５）に記載されているように、この最大の行数は、
【数１】
2006522362.tif 000002
に等しい。
【０００３】
Ｔ．Ｎ．Ｒｕｃｋｍｏｎｇａｔｈａｎ他による論文「Ａ  Ｎｅｗ  Ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  Ｆａｓｔ  Ｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ  ＳＴＮ  ＬＣＤｓ」、Ｊａｐａｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ９２、ｐｐ．６５〜６８では、Ｌ本の行からなるグループを互いに直交した信号で駆動する。ウォルシュ関数など１組の直交信号は、２の累乗、したがって２ｓとなるいくつかの関数からなるので、Ｌは可能な限り２ｓに近くなるように選択されることが好ましく、したがって、一般にはＬ＝２ｓ、またはＬ＝２ｓ−１となる。直交行信号Ｆｉ（ｔ）は、方形であることが好ましく、電圧＋Ｆおよび−Ｆからなるが、行電圧は、選択周期の外側ではゼロに等しくなる。これらの直交信号を構成する要素電圧パルスは、フィールド周期内に一様に分布している。したがって、ピクセルは、フィールド期間あたり１回ではなく、フィールド期間あたり２ｓ回または（２ｓ−１）回、一定の間隔で励起される（多重行アドレッシング）。
【０００４】
携帯装置（携帯電話、ラップトップ・コンピュータ）に組み込まれるディスプレイ装置に適用する場合には特に、その目的は、それらの装置を最少のエネルギーで駆動することだけではなく、検知やディスプレイ装置の感知や活動化など、更なる機能を導入することである（シンギング・ディスプレイ）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、可能な限り好ましくなるように駆動電圧が選択され、これらの機能を組み合わせることができる、上述のタイプのディスプレイ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的のために、ディスプレイ装置は、列電極および行電極を駆動する駆動手段であって、それにより選択期間ｔ１の間に該行電極が選択される駆動手段と、別の非画像適用業務に応じて期間ｔａｐｐの間に行電極または列電極を駆動する別の駆動手段とを備え、液晶の多重化可能性ｍは、（Ｎ．ｔ１＋ｔａｐｐ）／ｔ１より大きい。
【０００７】
１実施形態は、列電極を駆動する駆動手段と、別の非画像適用業務に応じてＭ個の行電極を駆動する駆動手段とを含み、ｎが該別の非画像適用業務の間に同時に駆動される行電極の数であるものとして、液晶の多重化可能性ｍは、（Ｍ／ｎ＋Ｎ）より大きい。
【０００８】
特に、該Ｍ個の行電極の選択中の該Ｍ個の行電極に対する駆動信号およびそれに対応する列信号（または該別の駆動手段）によってＲＭＳ電圧がゼロとなるときに、表示される画像は、その他の機能の影響を受けない。
【０００９】
次に、本発明の上記その他の態様について、いくつかの非制限的な実施形態および図面を参照して説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、マトリクス１内に示す断面図から分かるように基板４および５の対向する表面上に行電極２’および列電極３’として設けられた複数の行２と複数の列３とが交差する領域に、ピクセル１０のマトリクス１を備えたディスプレイ装置を示す図である。液晶材料６は、これらの基板の間に存在する。分かりやすくするために、配向層や偏向子などその他の要素は、この断面図では省略してある。
【００１１】
行電極は、行ドライバ７によって（連続的に）選択され、列電極には、データ・レジスタ８を介してデータが供給される。これを行うために、必要なら（ソフトウェア）プロセッサ１５において、入来データ１２および選択信号１４が最初に処理される。行ドライバ７とデータ・レジスタ８の間の相互同期は、同期ユニット１３内の制御線９を介して行われる。また、ブロック２０により規定される適用分野によっては、プロセッサ１５は、制御線１６を介して切替え制御回路１７、１８、およびさらに別の任意の制御回路１９の制御も行う。
【００１２】
図示の状況の行ドライバ７は、振幅Ｖｓを有する選択信号を行２に供給する。これを行うために、制御線２３を介して制御回路１７によって制御されるスイッチ２１は、行ドライバ７の出力を行２に接続する。これと同時に、列ドライバ８は、振幅Ｖｄを有するデータ信号を列３に供給する。これを行うために、制御線２４を介して制御回路１８によって制御されるスイッチ２２は、行ドライバ７の出力を列３に接続する。
【００１３】
受動駆動超ねじれネマティック液晶ディスプレイ（ＳＴＮＬＣＤ）に関するＡｌｔおよびＰｌｅｓｈｋｏの分析（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｅｌ．Ｄｅｖ．、Ｖｏｌ  ＥＤ−２１、Ｎｏ．２、１９７４年２月、ｐｐ．１４６〜１５５）で論じられているように、常時白ディスプレイでは、２乗平均平方根ピクセル電圧は、暗ピクセルの飽和電圧（Ｖｓａｔ）より高く、明ピクセルのしきい値電圧（Ｖｔｈ）より低くなければならない（常時黒ディスプレイの場合は逆になる）。これについては、このような常時白ディスプレイで使用される液晶材料の透過率／電圧特性曲線を示す図２を参照されたい。フレーム時間に対する２乗平均平方根値の平均電圧により、ピクセル電圧が決定される。行電圧Ｖｒおよび列電圧±Ｖｃで駆動されるＮ本のラインを備えたディスプレイの場合には、平均２乗ピクセル電圧は、
【数２】
2006522362.tif 000003
で表される。Ｖｐｉｘ＝ＶｔｈおよびＶｐｉｘ＝Ｖｓａｔについてこの数式を解くと、ＶｃおよびＶｒ、ならびに多重化可能性またはアドレス可能なラインの最大数についての数式が求まる。
【数３】
2006522362.tif 000004
【００１４】
本発明によれば、図１にブロック２５として示すさらに別の機能のために、制御線２３を介して制御回路１７によって制御されるスイッチ２１を介して、様々な電圧を電極２に印加することができる。このさらに別の機能は、その機能に関連する電圧を導入することもある（例えばプローブ機能、またはディスプレイ装置全体を活動化して振動させる機能）。必要なら、制御線２４を介して制御回路１８によって制御されるスイッチ２２を介して、様々な電圧を同時に（直接、または制御回路１９の制御によって）電極３に印加することもできる。一方、プローブ機能またはディスプレイ全体の活動化のための電圧を電極３のみに印加してもよい。
【００１５】
プローブ信号または活動化信号を使用するときには、フレーム時間の一部分のみが、ディスプレイのアドレッシングに使用される。Ｎ本のラインを備え、ライン時間がｔｒｏｗであるディスプレイでは、総フレーム時間はＮｔｒｏｗである。プロービング信号が存在するときには、プロービングに要する時間がＭｔｒｏｗであると仮定すると、この時間は（Ｎ＋Ｍ）ｔｒｏｗとなる（Ｍは犠牲になる行の数、この場合ではプロービングに使用される行の数）。プロービング中に、各ピクセルは、平均２乗電圧Ｖｐｒｏｂｅ２を検知する。この平均ピクセル電圧は、次のようになる。
【数４】
2006522362.tif 000005
Ｖｐｉｘ＝ＶｓａｔおよびＶｐｉｘ＝Ｖｔｈについてこの式を解くと、行電圧および列電圧は、以下のようになる。
【数５】
2006522362.tif 000006
プロービング信号がない場合の行電圧および列電圧は、Ｍ＝０とすることによって求めることができ、ＡｌｔおよびＰｌｅｓｈｋｏの分析による値と等しい。多重化可能性は、以下の数式を解くことによって求めることができる。
【数６】
2006522362.tif 000007
【００１６】
図３は、液晶材料の多重化可能性が２１９であり、かつＶｔｈ＝１Ｖ、Ｖｓａｔ＝１．０７Ｖである、超ねじれネマティック液晶ディスプレイ（ＳＴＮＬＣＤ）の多重化可能性を、Ｖｐｒｏｂｅの関数として示す図である。この図から、１Ｖのプロービング信号に対しては、１９４本のラインを備えたディスプレイを駆動することができることが分かる。図４は、Ｖｐｒｏｂｅ＝１Ｖの場合について、プロービング時間（プロービングに必要なライン・アドレッシング時間の数Ｍとして表す）の関数として多重化可能性を示す図である。したがって、プロービング信号が必要とするライン時間数が２０である場合には、１８０本のラインを備えたディスプレイを駆動することができる。
【００１７】
計算では、当該画素におけるプロービング電圧の２乗平均平方根平均値であるＶｐｒｏｂｅ２を使用し、Ｍは、Ｍｔｒｏｗが１フレームの間にプロービングに費やされる総時間の測度であることを意味する。プロービングは、フレーム時間全体にわたって行っても（例えば全てのラインを各ラインがアドレッシングされる直前または直後にプロービングする）、または各フレームの終了時にブロック内で行ってもよい。
【００１８】
その後の期間ｔｗの間に画素が選択され（信号Ｖｓが行電極に印加され、信号±Ｖｄが列電極に印加され）、行ｉ（この例ではｉ＝１、２、３）が選択された直後に信号Ｖｔｏｕｃｈが列電極ｉから電極３に印加され、電極２が０Ｖに保たれる第１の可能性を、図５に示す。接触動作のプロービングは、当技術分野でそれ自体は既知である様々な方法によって行われる。
【００１９】
図６は、Ｎ本のラインに書込みを行った後で接触検知が行われる、代替の駆動方式を示す図である。（この例ではライン選択期間中に）接触動作のプロービングのためにＭ本のラインが選択される。次に、プロービング信号Ｖｔｏｕｃｈが行電極に印加される。プロービングにかかる総時間はＭｔｒｏｗであるが、これは、適用分野によっては、２本以上のラインを同時にプロービングすることによって短縮することもできる。
【００２０】
図７は、図５の駆動信号の代替形態を示す図である。ここでは、行ｉ（この例ではｉ＝１、２、３）が選択された直後に、信号Ｖｔｏｕｃｈが行電極ｉに印加され、電極３は０Ｖに保たれる。
【００２１】
別の実施形態では、行ドライバ７は、例えばＲＯＭとして実装される、行２を駆動するための直交信号Ｆｉ（ｔ）を生成する行関数発生器を含む。導入部分で述べたＳｃｈｅｆｆｅｒおよびＣｌｉｆｔｏｎによる論文に記載されているのと同様に、行ベクトルは各要素期間中に規定され、これらの行ベクトルが、行ドライバを介してｐ本の行のグループを駆動する。行ベクトルは行関数レジスタに書き込まれるが、表示対象の情報はバッファ・メモリに格納され、基本時間単位ごとに情報ベクトルとして読み取られる。列電極３の信号は、各基本時間単位の間に行ベクトルおよび情報ベクトルのその時点で有効な値を乗算した後に、得られた積を加算することによって得られる。この場合には、ｐ本の行が常に同時に駆動され、ｐ＜Ｍである。
【００２２】
この駆動方法では、液晶材料の多重化可能性ｍは変化しない。プロービング信号を加えることにより、多重行アドレッシングに必要な行電圧および列電圧は、上述の単一行アドレッシングの場合とは異なる形で変化するが、ＭおよびＶｐｒｏｂｅに対するＮの依存性は、図３に示すのと同じである。
【００２３】
Ｎ本のラインがｐ本のラインで一度に駆動されるディスプレイの場合には、行信号は、直交関数Ｆｉ（０＜ｉ＜＝ｐ）によって与えられる。
【数７】
2006522362.tif 000008
列ｊの列信号は以下の数式で与えられる。
【数８】
2006522362.tif 000009
暗ピクセルに対してはａｉｊ＝１、明ピクセルに対してはａｉｊ＝−１とする。行信号および列信号は、ＦおよびＤによって規定される。
【数９】
2006522362.tif 000010
【００２４】
例示を目的として、図８は、この種のアドレッシングの場合のタイミング図を示す。
【００２５】
本発明が示した実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。導入部分で述べたように、制御回路１８、１９および／またはブロック２５は、電極２、３に電圧を付与して、音響領域またはそれ以外の領域でディスプレイを振動させることもある（シンギング・ディスプレイ）。
【００２６】
マイクロフォン機能など、接触以外の入力機能を使用することもできる。
【００２７】
本発明は、あらゆる新規な特徴およびあらゆる特徴の組合せにある。特許請求の範囲における参照番号は、その保護範囲を限定するものではない。「含む」という動詞およびその活用形を使用した場合には、特許請求の範囲の記載した要素以外の要素の存在を排除するものではない。要素の前に冠詞「ａ」または「ａｎ」を使用した場合には、その要素が複数存在することを排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を使用したディスプレイ装置を示す概略図である。
【図２】図１の装置で使用される液晶材料の透過率／電圧特性曲線を示す図である。
【図３】ある種の液晶材料を備えたディスプレイの多重化可能性をＶｐｒｏｂｅの関数として示す図である。
【図４】当該多重化可能性をプロービング時間の関数として示す図である。
【図５】本発明を使用したディスプレイ装置の駆動方式の例を示す図である。
【図６】本発明を使用したディスプレイ装置の駆動方式の例を示す図である。
【図７】本発明を使用したディスプレイ装置の駆動方式の例を示す図である。
【図８】本発明を使用したディスプレイ装置の駆動方式の例を示す図である。
【図１】
2006522362.tif 000011
【図２】
2006522362.tif 000012
【図３】
2006522362.tif 000013
【図４】
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【図５】
2006522362.tif 000015
【図６】
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【図７】
2006522362.tif 000017
【図８】
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