(57)【要約】パッシブマトリクスディスプレイデバイスは、画素（Ｐｉｊ）の行（２）を有する。列ドライバ（８）が、多行アドレス指定を達成するよう列（２）のサブグループを選択する。各サブグループは、特定の数（ｐ）の行（２）を有する。各フレーム期間（Ｔｆ）において、これらサブグループを互いに異なる選択時点（ｔｉ）で特定の数（ｐ）に等しい回数、選択する。多行アドレス指定は、直交関数（Ｆｉ（ｔ））をもつ関数行列（ＦＭ）により定められる方式に基づく。関数行列（ＦＭ）の列は、選択時点（ｔｉ）における直交関数（Ｆｉ（ｔ））を表す。関数行列（ＦＭ）を列の一つ一つが少なくとも２つの非ゼロ要素（−１，１）及び少なくとも１つのゼロ要素（０）を有するよう変更する。
2006526169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッシブマトリクスディスプレイデバイスであって、
画素の行と、
多行アドレス指定を達成するよう行のサブグループを選択する行ドライバとを有し、サブグループは、特定の数の行を有し、各フレーム期間において、サブグループは、それぞれ互いに異なる選択時点で特定の数に等しい回数、選択され、多行アドレス指定は、直交関数を含む関数行列により定められる方式に基づき、関数行列の列は、選択時点における直交関数を表し、前記列の一つ一つには、少なくとも２つの非ゼロ要素及び少なくとも１つのゼロ要素が存在することを特徴とするパッシブマトリクスディスプレイデバイス。
【請求項２】
請求項１記載のパッシブマトリクスディスプレイデバイスであって、前記関数行列は、前記協議行列であることを特徴とするパッシブマトリクスディスプレイデバイス
【請求項３】
請求項２記載のパッシブマトリクスディスプレイデバイスであって、前記協議行列は、
【数１】
2006526169.tif 000007
で定められることを特徴とするパッシブマトリクスディスプレイデバイス。
【請求項４】
請求項２記載のパッシブマトリクスディスプレイデバイスであって、前記協議行列は、
【数２】
2006526169.tif 000008
で定められることを特徴とするパッシブマトリクスディスプレイデバイス。
【請求項５】
請求項２記載のパッシブマトリクスディスプレイデバイスであって、前記協議行列は、
【数３】
2006526169.tif 000009
で定められることを特徴とするパッシブマトリクスディスプレイデバイス。
【請求項６】
請求項１記載のパッシブマトリクスディスプレイデバイスであって、前記関数行列は、重なり無しの小さな直交行列の組合せであり、直交行列の要素によっては定められない行列の要素は、ゼロであることを特徴とするパッシブマトリクスディスプレイデバイス。
【請求項７】
請求項１記載のパッシブマトリクスディスプレイデバイスであって、前記関数行列は、
【数４】
2006526169.tif 000010
で定められることを特徴とするパッシブマトリクスディスプレイデバイス。
【請求項８】
請求項１記載のパッシブマトリクスディスプレイデバイスを有することを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項９】
画素の行を有するパッシブマトリクスディスプレイデバイスにおける多行アドレス指定方法であって、
多行アドレス指定を達成するよう行のサブグループを選択する段階を有し、サブグループは、特定の数の行を有し、各フレーム期間において、サブグループをそれぞれ互いに異なる選択時点で特定の数に等しい回数、選択し、多行アドレス指定は、直交関数を含む関数行列により定められる方式に基づき、関数行列の列は、選択時点における直交関数を表し、前記列の一つ一つには、少なくとも２つの非ゼロ要素及び少なくとも１つのゼロ要素が存在することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、多行アドレス指定方式のパッシブマトリクスディスプレイデバイス、かかるパッシブマトリクスディスプレイデバイスを有するディスプレイ装置及びパッシブマトリクスディスプレイデバイスにおける多行アドレス指定方法に関する。
【０００２】
パッシブマトリクスディスプレイは一般に知られている。多数のディスプレイライン（これは「行」とも呼ばれる）を実現するために、これらディスプレイは、ＳＴＮ（スーパーツイストネマティック（Super-Twisted Nematic））効果をますます利用するようなっている。国際公開第ＷＯ０１／６１６７８号パンフレットは、多行アドレス指定（「ＭＲＡ」とも呼ばれる）を備えたマトリクスディスプレイデバイスを開示している。ＭＲＡでは、ｐ個の行から成るグループ（サブグループ）は、相互直交信号で駆動される。１組の直交信号、例えばウォルシュ関数は２のベキ、即ち２ｓである複数の関数から成るので、ｐは好ましくは、できる限りこれに等しくなるよう選択され、即ち一般に、ｐ＝２ｓ（又は、ｐ＝２ｓ−１）である。直交行信号は好ましくは、方形波の形状をしており、画素の行が選択され又はアドレス指定される選択期間中、電圧＋Ｆ及び電圧−Ｆから成り、行電圧は、この選択期間以外ではゼロに等しい。直交信号を形成する元になる電圧パルスは好ましくは、フレーム期間全体にわたり規則的に分布している。このように、画素は、１フレーム期間に１回ではなく、定期的な中断をはさんで１フレーム期間にｐ回励起される。ｐが小さな値の場合であっても、例えばｐ＝３，４，７又は８であっても、フレーム応答は、行を全て同時に駆動する場合とちょうど同じほど満足のゆくように抑制されるように思われる。
【０００３】
行の選択されたグループに送られる列又はデータ信号は、次式で定められる。
Ｇｊ（ｔ）＝ｃΣＦｉ（ｄｔｋ）＊Ｉｉｊ（ｔ）
上式において、ｔは時間、ｉ，ｊ，ｋは指数、ｃは定数、Ｆｉ（ｄｔｋ）は直交行信号であってこれらは行信号とも呼ばれ、ｄｔｋは、行信号Ｆｉ（ｄｔｋ）がフレーム期間の部分期間（sub-period）中に一定の値を有していて、全てのグループが行信号の同じｐ個の組合せでｐ回選択されるようになっていることを示し、Ｉｉｊ（ｔ）は、行ｉ及び列ｊの画素の光学的状態を定める情報であり、その合計は、グループの同時に選択された行の全てについて計算される。画素情報Ｉｉｊ（ｔ）は、オン（ホワイト）又はオフ（ブラック）だけをコード化する必要があるので値−１又は値＋１によって定められる。
【０００４】
例えば、４つの行ｉ１〜ｉ４が同時に選択される場合、これらの行を選択する第１の時間に関し、列ｊについての列信号は、次の通りである。
Ｇｊ（ｔ１）＝ｃ（Ｆ１（ｄｔ１）×Ｉｉ１ｊ（ｔ１）＋Ｆ２（ｄｔ１）×
Ｉｉ２ｊ（ｔ１）＋Ｆ３（ｄｔ１）×Ｉｉ３ｊ（ｔ１）＋
Ｆ４（ｄｔ１）×Ｉｉ４ｊ（ｔ１））
【０００５】
４つの行が同時に選択されるので、４つの行のグループは、フレーム期間中に４回選択されることになる。
【０００６】
行を選択する第２の時間に関し、列信号は次のようになろう。
Ｇｊ（ｔ２）＝ｃ（Ｆ１（ｄｔ２）×Ｉｉ１ｊ（ｔ２）＋Ｆ２（ｄｔ２）×
Ｉｉ２ｊ（ｔ２）＋Ｆ３（ｄｔ２）×Ｉｉ３ｊ（ｔ２）＋
Ｆ４（ｄｔ２）×Ｉｉ４ｊ（ｔ２））
【０００７】
かくして、列が行信号Ｆｉ（ｄｔｋ）（かくして、４つの行が同時に選択される例では、Ｆ１（ｄｔｋ），Ｆ２（ｄｔｋ），Ｆ３（ｄｔｋ），Ｆ４（ｄｔｋ））であり、ｄｔｋの範囲がｄｔ１〜ｄｔ４の場合について関数行列ＭによってＭＲＡを定めることが可能である。
【０００８】
かくして、ｔｉは、４つの列のグループが１フレーム中に４つのアドレス指定時点の順序でアドレス指定される特定の時点であり、ｄｔｋは、フレーム期間中の４つのアドレス指定期間のうちの１つを指示している（図２も又参照）。
【０００９】
結論として、４つの列が同時に選択される例では、関数行列は、次式のように特定のグループの４つのアドレス指定時点を表す４つの列及び直交関数Ｆｉ（ｄｔｋ）を表す４つの行を有する。
【数１】
2006526169.tif 000003
【００１０】
直交行信号Ｆｉ（ｄｔｋ）は、３つの値しかもたず、即ち、これらの値は、行が選択されない場合にはゼロ、行が選択される場合には正電圧＋Ｆ又は負電圧−Ｆである。通常、正の値は＋１、負の値は−１、ゼロは０でそれぞれ指示される。
【００１１】
ＭＲＡ方式を定める周知の関数行列は、次のＮ＝４アダマール行列である。
【数２】
2006526169.tif 000004
【００１２】
列信号Ｇｊが供給できなければならない列電圧の数は、１に列中の項目の数を加えた数、かくしてグループの行の数に１を加えた数に等しい。Ｈ４行列の例では、列ドライバは、５つのレベル、即ち、−４Ｆ、−２Ｆ、０、２Ｆ及び４Ｆを発生できることが要件となる。
【００１３】
この比較的大きな数の所要の互いに異なる列又はデータ電圧は、ＭＲＡ方式を実行する回路（集積回路）の電力効率を制限する。
【００１４】
本発明の目的は、アドレス指定サイクルの数を増大させないで互いに異なるデータ電圧の所要の数を減少させることにある。
【００１５】
本発明の第１の特徴は、パッシブマトリクスディスプレイデバイスであって、画素の行と、多行アドレス指定を達成するよう列のサブグループを選択する列ドライバとを有し、サブグループは、特定の数の行を有し、各フレーム期間において、サブグループは、それぞれ互いに異なる選択時点で特定の数に等しい回数、選択され、多行アドレス指定は、直交関数を含む関数行列により定められる方式に基づき、関数行列の列は、選択時点における直交関数を表し、上記列の一つ一つには、少なくとも２つの非ゼロ要素及び少なくとも１つのゼロ要素が存在するパッシブマトリクスディスプレイデバイスを提供する。
【００１６】
発明の第２の特徴は、上記パッシブマトリクスディスプレイデバイスを有するディスプレイ装置を提供する。
【００１７】
本発明の第３の特徴は、画素の行を有するパッシブマトリクスディスプレイデバイスにおける多行アドレス指定方法であって、
多行アドレス指定を達成するよう行のサブグループを選択する段階を有し、サブグループは、特定の数の行を有し、各フレーム期間において、サブグループをそれぞれ互いに異なる選択時点で特定の数に等しい回数、選択し、多行アドレス指定は、直交関数を含む関数行列により定められる方式に基づき、関数行列の列は、選択時点における直交関数を表し、上記列の一つ一つには、少なくとも２つの非ゼロ要素及び少なくとも１つのゼロ要素が存在することを特徴とする方法を提供する。
【００１８】
有利な実施形態は、従属形式の請求項に記載されている。
【００１９】
本発明の第１の特徴によれば、＋１及び−１要素だけから成る公知の関数行列に代えて、直交行列であり且つ各列において少なくとも２つの非ゼロ要素及び少なくとも１つのゼロ要素が存在する新規な関数行列が用いられる。
【００２０】
各列が１つのゼロ要素を有する場合、データ信号は、必要とするレベルが１つ少なくなる。例えば、各列にたった１つのゼロがある４×４行列では、データ信号は、３つの＋Ｆ又は−Ｆ値の和であり、かくして４つの電圧レベル−３Ｆ，−Ｆ，Ｆ，３Ｆしか必要としないが、これとは異なり、４×４行列を用いる場合、通常５つのレベルが必要である。１列当たりのゼロの数がそれ以上多いと、むしろレベルが少なくなる。
【００２１】
或る実施形態では、関数行列は、要素｛−１，０，１｝だけを有し、対角要素がゼロであり、非対角要素が非ゼロである性質を持つ協議行列（conference matrix ：ＣＭ）である。これら協議行列はそれ自体当該技術分野において周知であり、かかる協議行列により、列ドライバが電圧レベルを１つ少なく発生させなければならない状態で同一数の全走査数でマトリクスディスプレイをアドレス指定することができる。全走査回数は、各サブグループが１フレーム期間中にアドレス指定される回数にサブグループの数を乗算した値を意味する数ｐであり、サブグループの数は、列の総数を、これ又列の各サブグループ中の行の数を指示する数ｐで除算した値である。
【００２２】
協議行列の好ましい実施形態が規定されている。
【００２３】
別の実施形態では、関数行列は、小さな直交行列の組合せである。
【００２４】
本発明の上記特徴及び他の特徴は、以下に説明する実施形態から明らかであってこれら実施形態を参照すると明らかになろう。
【００２５】
図１は、多行アドレス指定モードで駆動されるパッシブマトリクスディスプレイを有する公知のディスプレイ装置を示している。ディスプレイデバイスは、互いに交差する行電極２と列電極３の交点と関連した画素Ｐｉｊのマトリクス１を有している。行と列は交換されるのでディスプレイについて転置操作を行うことができる。したがって、行電極２及び列電極３は、それぞれより一般的には選択電極２及びデータ電極３と呼ばれている。行電極２及び列電極３は、液晶材料（図示せず）をサンドイッチした基板（図示せず）の対向した表面に設けられている。他の要素、例えば配向層、偏光板（図示せず）が設けられる場合がある。
【００２６】
ディスプレイ装置は、行関数発生器を更に有し、この行関数発生器は、行電極２に供給されるべき直交関数Ｆｉ（ｄｔｋ）を発生させる関数発生器７とも呼ばれている。関数発生器７は、直交関数Ｆｉ（ｄｔｋ）が検索可能に記憶されたＲＯＭであるのがよい。国際公開第ＷＯ０１／６１６７８号パンフレットに開示されているように、各基本時間間隔の間に定められる行ベクトルは、行ドライバ８を介してｐ個の列のグループを駆動する。行ベクトルは、行関数レジスタ９に記憶される。行ベクトルは、列のグループのフレーム中、ｐ個のアドレス指定時点のうちの１つについて直交関数Ｆｉ（ｄｔｋ）を有する。かくして、直交関数Ｆｉ（ｄｔｋ）のｐ個の組（ベクトル）が、フレーム中のｐ個のアドレス指定期間に関連付けられた基本時間間隔の１つについてそれぞれ１つずつ定められる。分散ＭＲＡでは、同一のベクトルは、全ての行が選択されるまで行の次に選択されるサブグループに適用される。これは、全てのサブグループがｐ回アドレス指定されるようにｐ回繰り返される。全ての行がいったん選択されるように全てのサブグループを選択するのに必要な期間は、基本時間間隔と呼ばれる。ｐ個のアドレス指定期間は、基本時間間隔により分けられ、同一のサブグループが選択される期間を意味している。同一ベクトルは、基本時間間隔のうちの特定の１つの間に用いられ、別のベクトルは、アドレス指定期間中、一度に１回用いられる。
【００２７】
表示されるべき情報１０は、ｐ×Ｍバッファメモリ１１に記憶され、１基本時間単位当たりの情報ベクトルとして読み出される。この情報ベクトルは、画素情報Ｉｉｊを含む。この基本時間単位は、行のサブグループがアドレス指定される期間である。列電極３に関する信号Ｇｊ（ｔ）は、各基本時間単位中にその時点で有効な行ベクトル及び情報ベクトルの値を乗算し、次にｐ個の得られた積を加算することにより得られる。両方とも基本時間単位中有効な行ベクトル及び情報ベクトルの値の乗算は、これらをＭ個の排他的ＯＲから成るアレイ１２で比較することにより実現される。積の加算は、排他的ＯＲのアレイの出力を加算論理１３に印加することにより行われる。加算論理１３からの信号１６は、列駆動回路１４を駆動し、この列駆動回路は、列電極３に場合によってはｐ＋１の電圧レベルを持つ電圧Ｇｊ（ｔ）を与える。いつでもｐ個の行が同時に駆動され、この場合、ｐ＜Ｎであり、Ｎは行の総数である。したがって、行ベクトルは、情報ベクトルと同様ｐ個の要素だけを有している。
【００２８】
図２は、公知の行選択パルス及び多行アドレス指定モードを決定するこれに対応した関数行列の形態を示している。図２Ａは、ｐ＝４の場合の多行アドレス指定目的で図２Ｂに示す直交関数行列から導き出されたパルスパターンの一例を示している。
【００２９】
図２Ａにおいては、４つのパルス列Ｐ１〜Ｐ４が示され、パルス列Ｐ１は、４つの行の特定のサブグループの第１番目の行に送られ、パルス列Ｐ２は、４つの行の特定のサブグループの第２番目の行に送られ、パルス列Ｐ３は、４つの行の特定のサブグループの第３番目の行に送られ、パルス列Ｐ４は、４つの行の特定のサブグループの第４番目の行に送られる。行の特定のサブグループが選択される期間である基本時間単位は、ｄｔ１〜ｄｔ４によって表されている。同一の直交した組をなす４つの関数Ｆｉ（ｄｔｋ）を用いることにより全ての行を一度にアドレス指定する期間である単位時間間隔は、Ｔ１〜Ｔ４によって表されている。Ｔｆは、フレーム期間を表している。
【００３０】
基本時間単位ｄｔ１〜ｄｔ４中に生じるパルスの極性は、図２Ｂに示す関数行列によって決定される。関数行列中の１は、負方向に立ち上がるパルスであり、関数行列中の−１は、正方向に立ち上がるパルスである。
【００３１】
直交関数Ｆｉ（ｄｔｋ）は、関数行列の第１の行がＦ１（ｄｔ１）〜Ｆ１（ｄｔ４）をもたらし、第２の行がＦ２（ｄｔ１）〜Ｆ２（ｄｔ４）をもたらし、第３の行がＦ３（ｄｔ１）〜Ｆ３（ｄｔ４）をもたらし、最後の行がＦ４（ｄｔ１）〜Ｆ４（ｄｔ４）をもたらす関数行列によって定められる。
【００３２】
４つの行の次のグループは、基本時間単位ｔｄ１〜ｔｄ４にそれぞれ続く基本時間単位ｔｄ１′〜ｔｄ４′中同じ仕方でアドレス指定される。
【００３３】
一例を挙げるに過ぎないが、フレーム期間Ｔｆ内に必要な全スキャン回数を説明するため、１３２の行を有するディスプレイについて考察する。４×４行列が用いられ、かくしてｐ＝４の場合、４つの行は、同時に選択される。フレーム期間Ｔｆの間、全ての行が４回選択され、かくしてＭＲＡスキャン回数は４である。一度に全ての行をスキャンするのに必要なスキャン回数は、１３２／４であり、かくしてアドレススキャン回数＝３３である。スキャンの全回数は、アドレススキャン回数にＭＲＡスキャン回数を乗算した数であり、かくして全スキャン回数は、４×３３＝１３２である。
【００３４】
関数行列のうち１つの行が省かれると、全スキャン回数が増大することは注目されるべきである。例えば、上述の例では、３×４行列が用いられる場合、ＭＲＡスキャン回数は、４のままである。というのは、列電極は４回の基本時間単位中に４回決定されるからである。しかしながら、アドレススキャン回数は、行が４つでなく３つだけが同時に選択されるので４／３倍でなければならない。その結果、全スキャン回数は、１７６＝４×４４になるであろう。
【００３５】
図３は、本発明の好ましい実施形態の関数行列を示している。データドライバ１４により発生する電圧レベルの数は、関数行列の列の各々にゼロ要素を導入することにより減らされている。結果的に得られる行列は、直交行列のままのはずである。
【００３６】
本発明の好ましい実施形態では、関数行列は、要素−１，０，１だけを有する所謂、協議行列であり、ゼロ要素は、行列の対角線上に位置し、非対角要素は、−１又は１である。
【００３７】
図３Ａは、４×４協議行列の一例を示し、図３Ｂは、結果的に得られる行パルスＰ１′〜Ｐ４′を示している。今や、正方向に立ち上がるパルスは、関数行列中の１に関連付けられ、負方向に立ち上がるパルスは、関数行列中の−１に関連付けられ、行列中のゼロに対応するパルスは存在しない。図２の符号と同一である図３の符号は、同一の意味を有している。
【００３８】
協議行列の他の例は以下の通りである。
【数３】
2006526169.tif 000005
【００３９】
代替的には、要素が互いにオーバーラップしない直交行列の組合せであり、直交行列によってはカバーされない要素がゼロである関数行列を用いることが可能である。かかる組合せ関数行列の一例は次の通りである。
【数４】
2006526169.tif 000006
【００４０】
各列中に少なくとも１つのゼロを有する多くの直交行列が可能であることは明らかである。行パルスを図２及び図３に示すように行列中の要素から容易に演繹することができる。次の方程式を用いて列信号を計算することができる。
Ｇｊ（ｔ）＝ｃΣＦｉ（ｄｔｋ）＊Ｉｉｊ（ｔ）
【００４１】
関数行列中へのゼロの導入によっては、全スキャン回数の増大は生じない。１３２個の行を有するディスプレイの例に関して上述したように、ゼロを全く含んでいない先行技術の４×４関数行列についての全スキャン回数は、１３２である。１つのゼロが各列中に存在する本発明の実施形態としての４×４関数行列では、ＭＲＡスキャン回数は４のままである（関数行列は、依然として４つの列を有する）と共にアドレススキャン回数は、３３のままであり（関数行列は、依然として４つの行を有する）、かくして全スキャン回数は、１３２のままである。
【００４２】
原理を説明すると、行電圧の数は、関数行列中に導入されるゼロにより１だけ多くならなければならない。実際には、ゼロ電圧が既にアドレス指定されていない行について用いられているのでゼロ電圧をこれら行に与える余分の労力は不要である。しかしながら、列電圧の数の減少は、これにより１列当たりに要するスイッチが少なくなるので妥当である。さらに、列ドライバ１４により供給されるのに必要な最大電圧レベルは、低くなる。例えば、先行技術の４×４関数行列が１行当たりゼロを１つだけ有するよう改造された場合、必要な最大列電圧は、４Ｆではなく３Ｆである。
【００４３】
上述の実施形態は本発明を説明するものであって本発明を限定するためのものではないこと及び当業者であれば特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく多くの変形実施形態を想到できることは注目されるべきである。例えば、行列中の行及び（又は）列を交換することが可能である。
【００４４】
特許請求の範囲において、括弧で括って示す参照符号は、特許請求の範囲に記載された本発明を限定するものと解釈されてはならない。原文明細書における“comprising”という用語（訳文では、「〜を有する」又は「〜を含む」と訳出している場合がある）は、請求項に列記された要素又は段階以外の要素又は段階の存在を排除するものではない。本発明は、幾つかの別々の要素から成るハードウェア及び適当にプログラムされたコンピュータによって具体化できる。幾つかの手段を列挙する装置クレームでは、これら手段のうちの幾つかを同一アイテムのハードウェアで具体化できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】多行アドレス指定モードで駆動されるパッシブマトリクスディスプレイを有する公知のディスプレイ装置を示す図である。
【図２】公知の行選択パルス及び多行アドレス指定モードを定める対応の関数行列の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態の関数行列及び行パルスを示す図である。
【図１】
2006526169.tif 000011
2006526169.tif 000012
2006526169.tif 000013
【国際調査報告】
2006526169.tif 000014
2006526169.tif 000015