JP2641766B2 - 液晶ディスプレイ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、階調表示機能を備えた液晶ディスプレイ
（以下「LCD」と呼ぶ）装置に関するものである。

従来の技術 ブラウン管に代って平面表示手段としてLCD装置が種
々の分野で利用されるようになってきた。このようなLC
D装置がOA機器のみならずAV機器の表示手段として一層
広く利用されるためには、単にオン・オフ状態による表
示だけでなく、階調表示によって情報量を豊富にするこ
とが必要になっている。

従来、単純マトリックス方式のLCD装置において階調
表示を行う方法としては、次の二方式が試みられてき
た。すなわち、フレーム間引き方式とパルス幅変調方式
である。フレーム間引き方式とは、あるドットについて
アクティブにするフレーム数とノンアクティブにするフ
レーム数の割合を変える（すなわちフレームを間引く）
ことにより多階調表示を行う方式である。例えば、３フ
レームの内１フレームだけアクティブにすれば３分の１
階調、１フレームだけノンアクティブにすれば３分の２
階調の表示が行える。これに、すべてアクティブな場合
とすべてノンアクティブな場合を加えれば、全部で４階
調の表示を行うことができる。

第４図は従来のフレーム間引き方式による階調表示を
採用したLCD装置のLCDコントローラ部のブロック図であ
り、第５図は上記LCDコントローラ部の出力を受けて表
示動作するX,Yの各ドライバ及びLCDパネルを示す。

第４図において、LCDコントローラ１はタイミングコ
ントロール回路2,階調データ変換回路3,フレームバッフ
ァライト回路４及びフレームバッファリード回路５を備
え、入力された表示のための信号に階調処理を施こし
て、LCDパネル側に出力する。上記LCDコントローラ１に
は表示タイミングを調整するためのフレームバッファ６
が接続され、表示データを一時格納する。

上記構成からなる従来のLCDコントローラ１は、情報
処理機器本体で形成されたカラー表示データ８を階調デ
ータ変換回路３に入力する。階調データ変換回路３で
は、入力されたデータ８をフレーム間引き方式によりオ
ン・オフ表示するフレームの割合に関する情報を含んだ
LCD表示のための階調表示データ（16階調の場合は４ビ
ット）に変換し、一旦フレームバッファ６に格納する。
フレームバッファ６に格納された階調表示データは、機
器本体からのタイミング信号７が与えられたタイミング
コントロール回路２に制御されて読出される。即ち、タ
イミングコントロール回路２においてLCD表示タイミン
グ信号９が形成され、このLCD表示タイミング信号９に
同期させて、階調表示データがフレームバッファ６から
フレームバッファリード回路５を介して読み出され、階
調表示データ10として第５図に示す液晶パネル側に転送
される。

液晶パネル側は、与えられた階調表示データ10及びLC
D表示タイイング信号９に基いてＸドライバ及びＹドラ
イバが夫々動作して、液晶パネル11の所望のドット位置
を階調表示する。尚、上記液晶パネル11は768×512ドッ
ト構成からなり、水平ラインについては上下256本ずつ
に分けられ、これに対応してＸドライバは上部パネル，
下部パネル毎に設けられている。

上記LCD表示タイミング信号９は具体的にはフレーム
パルスFP,ラインパルスLP及シフトクロックパルスSCPを
含み、これれ相互のタイミングの関係及び一水平線当り
768ドットの階調表示データ10との関係を第６図に示
す。

上記従来のLCD装置は、階調表示の制御をLCDコントロ
ーラ側で行うことができるため、安価なLCDパネルを利
用できるという利点がある。しかし反面、フレーム単位
でアクティブ・ノンアクティブを制御しているため階調
数を増やしていくと画面のちらつきが酷くなり、階調数
を増やせないという欠点があった（現状では８階調が限
界とされている）。

上記フレーム間引き方式による階調表示に対して、パ
ルス幅変調方式を用いる階調表示は上述のような欠点を
補うためになされたもので、１フレーム内のアクティブ
時間（すなわち一水平表示期間中のアクティブ・パルス
幅）を変えることにより多階調表示を行う方式である。
例えば、アクティブ・パルス幅を３分の１にすれば３分
の１階調,3分の２にすれば３分の２階調の表示が行え
る。これに、すべてアクティブな場合とノンアクティブ
な場合を加えれば、全部で４階調の表示を行うことがで
きる。この方式は、８階調より多い多階調表示を行うこ
とができるという利点がある。しかしまた反面、階調表
示の制御をLCDパネル内のＸドライバで行うため、パル
ス幅制御機能を持たせたドライバを新たに開発する必要
があり、LCDパネルが高価になってしまうという欠点が
あった。

発明が解決しようとする課題 このような従来の階調表示方式を採用したLCD装置
は、階調数を増やした場合にはフリッカが顕著になって
表示を非常に見苦しくしたり、或いはドライバ回路側に
階調機能をもたせた高価な回路を接続しなければならな
いという問題があり、従来の階調表示方式では、８階調
より多い多階調表示を行うことができるLCD装置を経済
性よく提供することができなかった。

本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、高
品位な液晶表示画像を８階調より多い多階調表示で行う
ことができるLCD装置を提供することを目的としてい
る。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明は一水平期間を複数
（ｍ）に分割して分割期間を設定するパルスを形成する
手段と、１フレーム当たりｍビットを与えかつ複数
（ｎ）のフレームを繰り返し単位として階調データを２
値データに変換するためのテーブルを備えた２値データ
を形成する手段をLCDコントローラに設け、上記２値デ
ータを形成する手段の出力及び前記分割期間を設定する
パルスをラッチパルスとしてドライバ手段に与えて階調
表示機能をもつ液晶ディスプレイ装置を構成するもので
ある。

作 用 本発明の多階調表示機能を備えたLCD装置は、前述の
フレーム間引きとパルス幅変調を組み合わせた方式によ
る階調表示を実行する。ただし、パルス幅変調をLCDコ
ントローラ側で行う。すなわち、従来各ラインの表示デ
ータは一水平表示期間中変化することはなかったが、本
方式では水平表示期間を複数の期間に分割に、各々に異
なるデータを表示させることを可能にしている。これに
よって、一水平表示期間中のアクティブ・パルス幅を制
御する。例えば、４階調の表示を本方式のパルス幅変調
で行うならば、一水平表示期間を４分割する。そして、
４分の１階調の表示データは４分の１の分割期間のみア
クティブにし、残りの４分の３の分割期間はノンアクテ
ィブになるようにデータを転送する。同様に、４分の２
階調の表示データの場合はアクティブ，ノンアクティブ
期間が半々に、４分の３階調の表示データの場合は４分
の３の分割期間がアクティブに、残りの４分の１の分割
期間がノンアクティブになるようにデータを転送する。
これに、一表示期間アクティブな場合を加えれば、全部
で４段階の表示を行うことができる。さらに、フレーム
間引き方式による８階調を組み合わせれば、合わせて32
階調の表示を行うことができる。

実施例 一実施例として768×512ドットの表示解像度をもつ16
階調のLCD装置を挙げて本発明を説明する。

第１図は前記一実施例にLCD装置の特にLCDコントロー
ラ部21を示すブロック図で、第２図は同LCDコントロー
ラ部21ので力が与えられた階調表示機能を備えた液晶パ
ネル11及びそれを駆動するX,Yドライバを示すブロック
図である。

第１図において、前述の第４図に示した従来装置と比
べて、本実施例においては２値データ変換回路22及びラ
ッチパルス作成回路23を付加して構成する。２値データ
変換回路22は階調データ変換回路３でLCD用の階調表示
データに変換された信号を、更に後述するテーブルに従
って２値データに変換する。またラッチパルス作成回路
23は一水平期間を本実施例では４等分し、この分割区間
を設定するためのラッチパルスを作成する。

一方、第２図に示す液晶パネル側においては、階調デ
ータ10に代ってこれを更に変換した２値データ24が与え
られると共に、一水平期間を４分割してデータをラッチ
するためのラッチパルスLTPが付加される。

次に動作と共に本実施例を更に詳細に説明する。

まずフレーム間引きとパルス幅変調を効果的に組合わ
せた階調表示方式について説明する。

16階調を作り出す場合、フレーム間引き方式出８階調
を表示するならば、パルス幅変調方式では残り２階調を
表現できれば一応目的を達成し得る。しかし階調のリニ
ア性を確保するために４階調のパルス幅変調を行うこと
が望ましい。このような階調特性を考慮して本実施例で
はフレーム間引きによる８階調と合せて32階調を表示で
きる構成とする。即ち、８フレームを単位として、アク
ティブ期間を定めることによってフレーム間引きにより
８階調を作り出すことができる。これに加えて一水平期
間を４等分してこれにアクティブ・ノンアクティブの情
報を与えることによって、該フレームの一水平期間を４
等分したH/4,2H/4,3H/4,4H/4としてパルス幅変調を施こ
すことかでき、液晶パネルのドットにとってはフレーム
間引きとパルス幅変調が組み合された階調表示が実行さ
れる。上記ラッチパルス作成回路23によるラッチパルス
LTPは一水平期間を４等分した期間を設定する。

第３図に、上記階調表示を実行するラッチパルスLTP
及びLCD表示タイミング信号（フレームパルスFP,ライン
パルスLP,シフトクロックパルスSCP）のタイミング関係
を示し、一水平ラインのアクティブ期間をラッチパルス
LTPによって４等分の期間に区切り、各1/4期間に変換さ
れた２値データによる表示オン，表示オフを制御する信
号がＸドライバに転送される。

上記第１表は前記２値データ変換回路22に設定する変
換テーブルの一例であり、各フレーム内の４ビットは４
等分した一水平期間の各H/4に対応する。２値データ変
換回路22では、階調データ変換回路３で形成された16階
調データを、上記変換テーブルに従って階調間で異なる
２値表示データに変換して出力する。

尚、上記変換テーブルは、視覚特性等から得られる第
７図に示す階調とアクティブ期間率との関係に基いて２
値の分布が設定されている。例えば、階調データ“2"の
場合は、最初の３フレーム（フレーム０〜２）までは全
て表示オンのデータ“1"が送られ、４フレーム目（フレ
ーム３）には４等分された最初の３分割期間のみ“1"が
送られ、最後の分割期間には表示オフのデータ“0"が送
られる。残り４フレーム（フレーム４〜７）が全て表示
オフにする。この場合、LCD表示データの転送速度は、
フレーム周波数を60Hzとすると約5.9MHz（＝60Hz×256
ライン×４分割×96クロック）になるが、これは第３図
及び第６図からも明らかなようにパルス幅変調ドラバを
用いた場合（60Hz×256ライン×384クロック）と変わら
ない。このように、水平表示期間を複数の期間に分割
し、それぞれ２値データを対応させて表示させることに
よって、LCDコントローラの制御だけでパルス幅変調を
行うことができ、またLCD表示データの転送速度が高速
になることもない。

発明の効果 このように、８階調より多い多階調表示を行う場合、
従来はパルス幅変調機能を有するドライバが必要なた
め、LCD装置が非常に高価になってしまうという欠点が
あったが、本発明のLCD装置を利用すれば画質を損うこ
となく多階調表示が得られ、また多階調表示を行うシス
テムを経済的に提供することができ、液晶の表示装置と
しての機能を一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すLCDコントローラのブ
ロック図、第２図は同実施例のLCDパネルの模式図、第
３図は同実施例の動作を説明するための表示データ転送
タイミングを示す図、第４図は従来のLCDコントローラ
を示すブロック図、第５図は従来のLCDパネルの模式
図、第６図は従来装置における表示データ転送タイミン
グを示す図、第７図は階調とアクティブ期間率の関係を
示す図である。 1,21……LCDコントローラ， ２……タイミングコントロール回路， ３……階調データ変換回路， ６……フレームバッファ,8……カラー表示データ， ９……LCD表示タイミング信号， 11……液晶パネル,22……２値データ変換回路， 23……ラッチパルス作成回路， 24……LCD2値表示データ,25……ラッチパルス。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶表示パネルと、タイミング信号及び表
   示データに基いて前記液晶表示パネルの表示用コントロ
   ール信号を出力するLCDコントローラと、該LCDコントロ
   ーラからのコントロール信号に基いて前記液晶表示パネ
   ルを駆動するドライバとから成り、階調表示機能を備え
   た液晶ディスプレイ装置において、 前記LCDコントローラは一水平期間を複数（ｍ）に分割
   して分割期間を設定するパルスを形成する手段と、１フ
   レーム当りｍビットを与えかつ複数（ｎ）のフレームを
   繰り返し単位として階調データを２値データに変換する
   ためのテーブルを備えた２値データを形成する手段とを
   有しており、上記２値データ及び前記分割期間を設定す
   るラッチパルスを前記ドライバへ与えることを特徴とす
   る液晶ディスプレイ装置。