JP2978515B2

JP2978515B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2978515B2
Application number: JP1262021A
Authority: JP
Inventors: 宏之 ▲真▼野; 達裕犬塚; 智小沼; 和弘藤沢; 利男二見; 悟恒川
Original assignee: Hitachi Image Information Systems Inc; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Image Information Systems Inc; Hitachi Ltd
Priority date: 1989-10-09
Filing date: 1989-10-09
Publication date: 1999-11-15
Anticipated expiration: 2014-11-15
Also published as: JPH03125188A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は液晶表示装置、特に階調表示可能な液晶表示
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の液晶表示装置における階調表示方法は、日立製
HD66840、LVICアプリケーションノートに記載のよう
に、フレーム間引き方式を採用している。

一般にフレーム間引き方式とは、液晶１ドットの表示
に対して、ｍフレームを１周期として、その期間中のｎ
フレームではオン（on）電圧を印加し、残りの（ｍ−
ｎ）フレームではオフ（off）電圧を印加することによ
り、ｍフレーム時間に印加する電圧を制御して、視覚的
に階調表示を実現する方法である。そして、このｎの値
をｍで割った値を間引き率といい、全フレームoffした
状態（間引き率０）を０％、全フレームonした状態（間
引き率１）を100％とした輝度レベルに合致したもので
ある。

このフレーム間引き方式を第２図〜第６図により説明
する。第２図は、３ビット表示データにより８階調表示
を行うブロック図であり、第３図は、液晶に印加される
表示パルスを示す図であり、第４図はフレーム間引き回
路ブロック図であり、第５図は、表示データと間引き率
を示した図であり、第６図はフレーム毎の間引きの様子
を示す図である。

第２図において、３ビット表示データ５は、第４図に
示すフレーム間引き回路２により、間引き回路a20から
間引き回路h27のうち選択回路14で選択された１つの間
引き回路からの出力信号に従い、フレーム間引きデータ
FD10に変換される。このFD10に従い、表示パルス選択回
路12では、階調パルス発生手段13から出力される液晶表
示パルスPoff7またはPon9のうちどちらか一方を選択
し、選択表示パルスP11として液晶パネル１へ出力す
る。尚、液晶表示パルス又は第３図に示すように１水平
期間offレベルであるパルスをPoff7とし、１水平期間on
レベルであるパルスをPon9とする。

第４図に示すフレーム間引き回路２は、８種類の間引
き回路20〜27があり、そこから出力される間引きデータ
28〜35のうち１つを、選択回路14において、３ビット表
示データ５に従い選択し、FD10として出力する。ここで
間引き回路20〜27の一例を第５図、第６図により説明す
る。

第５図は、日立製HD66840、LVICにおける表示データ
と間引き率を示した図である。つまり３ビット表示デー
タ５が（0,0,0）の時には間引き率０であり、（0,0,1）
の時には間引き率1/5であり、以下順に対応して、（1,
1,1）で間引き率１となる。そして、この０から１まで
の８種類の間引き率がそれぞれ間引き回路a20から間引
き回路h27へ割付けてある。今、このフレーム間引き回
路２に、３ビット表示データ５として（0,1,0）又は
（1,0,1）を与えた時の液晶パネル１の表示状態を第６
図に示す。３ビット表示データ５が（0,1,0）の時、選
択される間引き率は1/3である。つまり３フレームを１
周期として、その３フレーム中の１フレームだけon状態
となり、残りの２フレームはoff状態となるわけであ
る。フレーム間引き回路２では、間引き回路C22が選択
され、FD10として出力されていき、このFD10により、表
示パルス選択回路12であるPoff7又はPon9が選択され
る。１周期である３フレーム中の第１フレームでは、Po
n9が選択され輝度レベル100％の表示が行われ、第2,第
３フレームでは、Poff7が選択され輝度レベル０％の表
示となる。これを、３フレーム中の平均で見ると丁度、
輝度レベル33.3％の表示となる。同様に、３ビット表示
データ５が、（1,0,1）の時は、選択される間引き率が4
/5となり、５フレームを１周期として、そのうち４フレ
ームにPon9が与えられ、残り１フレームにPoff7が与え
られていき、５フレーム中の平均で見ると丁度、輝度レ
ベル80％の表示となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記、従来技術であるフレーム間引き方式は、階調数
増加に伴い、間引き方法が視覚的にわかるという、フリ
ッカや表示流れが発生してしまい階調表示の表示品質を
低下させている。そのため間引き方法の改良により、表
示品質の低下が少くなったが、実用できる階調数は10階
調前後となっている。

以上、従来技術は、具体的には16階調、32階調という
ような多階調を、表示品質を低下させずに表示するとい
う点について配慮がされていない。

本発明は、表示品質を低下させずに多階調表示を可能
とする液晶表示装置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〕

上記目的を達成するため、本発明では、階調パルス発
生手段から発生する表示パルスを、Poff,Ponの他、Poff
とPonの中間レベルに当たるPgを設け、この３つの表示
パルスを、フレーム間引きデータFD及びFDと異なる第２
の選択信号により、１つの表示パルスを選択して液晶パ
ネルに出力することで、従来のフレーム間引き方式で実
現した階調数の２倍の階調表示を可能としたものであ
る。

〔作用〕

階調パルス発生手段から出力される表示パルスは、輝
度レベル０％のPoff,輝度レベル100％のPon、輝度レベ
ル50％のPgである。この３つの表示パルスのうち１パル
スを、フレーム間引きデータFD（第１の選択信号）及び
このFDと異なる第２の選択信号により選択し、液晶パネ
ルに出力している。第２の選択信号では、組合せで（Po
ff,Pg）又は（Pg,Pon）のどちらかを選択し、選択され
た組合せの中から第１の選択信号であるFDにより、どち
らかの表示パルスが選択される。

この選択方法により、例えば第２の選択信号が組合せ
（Poff、Pg）を選択した時には、第１の選択信号FDによ
り、液晶パネルにはPoff又はPgの表示パルスが出力され
る。このため、液晶パネル上に表示される輝度レベル
は、０％から50％の間で制御できる。又、第２の選択信
号が組合せ（Pg、Pon）を選択した時には、同様にして
輝度レベル50％から100％の間で制御ができる。以上の
ように、輝度レベルを０％から100％までの間で細かく
制御できるため、多階調表示が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図において、6,5は階調表示すべき表示データの
上位１ビット及び下位３ビットデータであり、２はフレ
ーム間引き回路、10は２から出力されるフレーム間引き
データFD,3は階調パルス発生手段であり、７、８、９は
３から出力される階調表示パルス、４は階調表示パルス
７、８、９のうちから、上位表示データ６及びFD10によ
り１つの階調表示パルス２を選択する表示パルス選択回
路であり、11は４から出力される液晶表示パルスで１は
液晶パネルである。

階調パルス発生手段３は、第７図に示すような輝度レ
ベル０％のPoff7、輝度レベル50％のPg8、輝度レベル10
0％のPon9を出力する。

この３つの階調パルスは、表示パルス選択回路４で１
つのパルスが選択され、液晶パネル１へ出力される。

フレーム間引き回路２は、従来例と同様であり、３ビ
ット表示データ５（本実施例では４ビット表示データの
うちの下位３ビットとする）に従い、フレーム間引きデ
ータFD10を出力する。

ここで改めて、フレーム間引き回路２について第４
図、第５図を用いて説明する。

第４図は、フレーム間引き回路２の構成ブロック図で
あり、間引き回路a20から間引き回路h27の８つの間引き
回路と、その間引き回路a20〜h27から出力される間引き
データ28から35のうちの１データを、３ビット表示デー
タに従って選択する選択回路14とで構成している。

間引き回路a20から間引き回路h27の間引き率は、例え
ば第５図のように、間引き回路a20から順番に0,1/5,1/3
というように割付けてあり、それぞれ１つの間引き回路
からは、割付けられた間引き率n/mに従い、ｍフレーム
を１周期としてｎフレームの間は“1"を出力し、残りｍ
−ｎフレームの間は“0"を出力するようになっている。

そして８つの間引き回路から出力された間引きデータ
28から35のうち１データが、選択回路14において、第５
図に示すように３ビット表示データ５に従い、フレーム
間引きデータFD10として選択される。すなわち、３ビッ
ト表示データ５が（0,0,0）の時は、間引き回路a20から
出力28が選択される、（0,0,1）の時には間引き回路b21
からの出力29が選択されている。

表示パルス選択回路４は、上位表示データ６及びフレ
ーム間引きデータFD10に従い、階調パルス発生手段３か
ら出力される階調表示パルスPoff7、Pg8、Pon9のうちか
ら１パルスを選択する回路であり、その選択結果を第８
図に示す。３つの階調表示パルスを２つの組合せにわ
け、その２つの組合せのうち１組を、上位表示データ６
により選択する。つまり、組合せを（Poff,Pg），（Pg,
Pon）にし、上位表示データ６が“0"の時は（Poff,Pg）
の組合せを選び、“1"の時には、（Pg,Pon）を選択す
る。そして、選択された組合せの中から、フレーム間引
きデータFD10に従い１つのパルスが選択される。つまり
（Poff,Pg）の組合せが選択されている場合、FD10が
“0"の時はPoffが選ばれ、FD10が“1"の時はPgが選択さ
れる。（Pg,Pon）の組合せが選択されている場合も同様
である。

以上、各ブロック機能詳細を説明したが、実際の液晶
パネルでの表示例を第９図を用いて説明する。第９図
は、３ビット下位表示データ５が（1,0,1）の時の表示
例である。この３ビット表示データ５に従い選択される
フレーム間引データFD10は、間引き回路f25からの出力3
3であり、間引き率は4/5である。すなわち、FD10は、５
フレーム中の４フレームは“1"となり、残りの１フレー
ムは“0"となることから、第９図において第１フレーム
から第５フレームのうち、第３フレームは、FD10が“0"
となり、残りのフレームはFD10が“1"となっている。

そして、上位表示データ６が“0"の場合、FD10が“0"
のフレームには、Poffが液晶に印加され、輝度レベル０
％の表示を行い、FD10が“1"のフレームには、Pgが液晶
に印加され、輝度レベル50％の表示を行う。このように
して５フレーム中の４フレームは、輝度レベル50％の表
示を行い、残りの１フレームは、輝度レベル０％の表示
を行い、５フレームを平均してみると、輝度レベル40％
の表示を行うことになる。

さらに、上記表示データ６が“1"の場合も同様に、FD
10が“0"のフレームに対しては、Pgが液晶に印加され、
輝度レベル50％の表示を行い、FD10が“1"のフレームに
対しては、Ponが印加され、輝度レベル100％の表示を行
う。このようにして５フレーム中の４フレームは、輝度
レベル100％の表示を行い、残りの１フレームは、輝度
レベル50％の表示を行い、５フレームを平均してみると
輝度レベル90％の表示を行うことになる。

同様にして第10図に示すように上位表示データ６が
“0"の時には、（Poff,Pg）の組合せが選択され、下位
３ビット表示データ５に従い選択された８種類中の１種
類のフレーム間引きデータFD10より、Poff7又はPg8が液
晶表示パルス111として、液晶パネル１へ出力される。

このことから、上記表示データ６が“0"の時には平均
輝度レベルが０％から50％の間で、８段階に制御でき、
８階調表示が可能となる。

又、上位表示データ６が“1"の時にも同様に、平均輝
度レベル50％から100％の間で８段階に制御でき、８階
調表示が可能となる。

以上のことから、４ビット表示データ（上位データ６
及び下位３ビットデータ５）に従い、液晶パネル１にお
いて、計16階調表示が可能となる。

第10図を用いて、具体的な使用例を示すと、CRTカラ
ー表示データであるＩ、Ｒ、Ｇ、Ｂ（輝度情報、赤色情
報、緑色情報、青色情報）をそれぞれD3、D2、D1、D0に
割り振るようにすれば従来CRTで表示していたカラー16
色表示にそれぞれ１対１に対応する16階調表示が可能と
なる。

以上、４ビット表示データを、2¹⁺³＝16階調を行うた
めの実施例を挙げたが、Ｎビット表示データを2^N階調表
示する方法も同様に考えられる。

第11図にそのシステム構成図を示す。Ｎビットの表示
データ46は、例えばデコード回路のようなデータ変換部
47において、ｉビットの表示データ40及びｊビットの表
示データ41に変換される。そして間引き回路36は、2^j種
類の間引き回路で構成されており、選択部37では、ｊビ
ット表示データ41に従い、2^j種類の間引き回路からの出
力される間引きデータを１つ選択し、フレーム間引きデ
ータFD43とする。

又、一方、パルス発生回路38は、2ⁱ＋１種類の階調パ
ルスを生成する。第12図は、ｉ＝２の時のパルス発生回
路38で生成される階調パルスの一例を示したものであ
る。これは、輝度レベル０％であるPoffをPoとし、輝度
レベル100％であるPonをP₄とし、P₀とP₄を均等に４分割
して、輝度レベル25％の階調パルスをP₁とし、50％の階
調パルスをP₂とし、75％の階調パルスをP₃としたもので
合計2²＋１＝５種類の階調パルスである。

そして、この５種類の階調パルスの中から、ｉビット
表示データ40（この場合ｉ＝２である）とフレーム間引
きデータFD43に従い、選択部39により、１つの階調パル
ス45を選択し、液晶パネル１に出力する。選択部39で
は、２ビット表示データ40により、５種類の階調パルス
の中から組合せで２種類の階調パルスを選択する。すな
わち、第13図に示すように２ビット表示データ40が（0,
0）の時、階調パルスの組合せ（P₀,P₁）を選択し、（0,
1）の時は、（P₁,P₂）を選択し、（1,0）の時は、（P₂,
P₃）を選択し、（1,1）の時は、（P₃,P₄）を選択する。
そして、選択された組合せの中から、フレーム間引きデ
ータFD43により、１パルスが選択され液晶パネル１へ出
力される。

このような選択動作により、例えば、ｉビット表示デ
ータ40が（0,0）の時、階調パルスの組合せ（P₀,P₁）が
選択され、この組合せの中からFD43に従い、P₀又はP₁が
選択される。又、FD43は,2^j種類のフレーム間引きデー
タのうちの１種類であることから、P₀の輝度レベル０％
とP₁の輝度レベル25％の間で、2^j段階に制御が可能とな
る。さらに、同様にして、ｉビット表示データ40が、
（0,1），（1,0），（1,1）の時にもそれぞれ2^j段階に
制御することが可能である。

具体的な実用例を第11図、及び第14図を用いて説明す
る。第11図のシステムとして、データ変換部47は、４ビ
ットの表示データ46をｉ（＝２）ビットデータ40、及び
ｊ（＝３）ビットデータ41に変換する。2^j種間引き回路
36、及び選択部37は第４図，第５図に示す回路構成であ
り、2ⁱ＋１種パルス発生回路38は第12図に示す階調パル
スを発生する。第14図は、第11図のシステムの入力表示
データ46としてCRT表示データｉ、Ｒ、Ｇ、Ｂを与えた
時の液晶表示の平均輝度レベルを示したものである。第
14図に示すように、データ変換部47は、入力表示データ
Ｉ、Ｒ、Ｇ、Ｂをｉビット（ｉ＝２）データ40及びｊビ
ット（ｊ＝３）データ41に変換する。ここで変換された
ｉビットデータ40に従い、2ⁱ＋１種パルス発生回路38で
発生した表示パルスの組合せを選択部39で選択する。一
方、ｊビットデータ41に従い、選択部37でフレーム間引
きデータFD43が選択され、このFD43に従い、選択部39に
おいて、ｉビットデータ40により選ばれた組合せのうち
の１パルスを出力する。

この回路動作による１例を示すと、入力表示データ
（Ｉ、Ｒ、Ｇ、Ｂ）が（０、１、０、０）の時、データ
変換部47の出力は、ｉビット表示データ40（Di₁,Di₀）
＝（0,1）、ｊビット表示データ41（Dj₂,Dj₁,Dj₀）＝
（0,1,0）となる。そして、この（Dj₂,Dj₁,Dj₀）＝（0,
1,0）により、フレーム間引きデータFD43は間引き率1/3
のデータとなる。一方、（Di₁,Di₀）＝（0,1）により、
表示パルスの組合せは、輝度レベル25％のP₁と、輝度レ
ベル50％のP₂の組合せとなる。この（P₁,P₂）の組合せ
の中から間引き率1/3のフレーム間引きデータFD43によ
り、どちらかを選択し、液晶パネル１に出力するため、
３フレームを１周期として、そのうち２フレームはP₁が
選択され表示輝度レベルは25％となり、残りの１フレー
ムはP₂が選択され表示輝度レベルは50％となり、３フレ
ームを平均すると輝度レベル33.3％の表示となる。

同様にして、入力データｉ、Ｒ、Ｇ、Ｂをデータ変換
部47で第14図に示すように変換すれば、液晶画面上で平
均輝度レベル０％から100％の間で均等に16階調表示が
行える。

以上、述べたように、Ｎビット表示データを2^N階調表
示を行うことが可能である。

以下、本発明の具体例を第15図〜第34図を用いて説明
する。

第15図は本発明第１図における階調パルス発生手段
３、階調パルス選択回路４、及び液晶パネル１の実施例
を示すブロック図である。

第15図において、51,52は１ライン表示するための情
報であり、１ドットの表示を行うための色情報の上位，
下位２種類の表示データＡデータ,Bデータであり、（Ａ
データ及びＢデータは第１図における上位表示データ６
及びフレーム間引きデータFD10に相当する。）53,54は
Ａデータを、55,56はＢデータを１ライン分格納するラ
インメモリである。61はパルスクロック60,ラインクロ
ック59によりデータセレクト信号68,69を生成するデー
タセレクト信号生成回路であり、データセレクト信号68
はラインクロック59に従い、“ハイ",“ロー”を繰り返
す信号であり、データセレクト信号69はラインクロック
59の２倍の周波数のパルスクロック60に従い、“ハイ",
“ロー”を繰り返す信号である。62,64はデータセレク
ト回路、63は２種類の表示データを並び変える位相反転
回路であり、１は液晶パネルであり、65及び66は液晶パ
ネル１を駆動させるためのＸ駆動回路及びＹ駆動回路で
ある。

第15図において、１ライン分のＡデータを１ライン毎
交互にラインメモリ1A53又は、ラインメモリ2A54に取り
込み、かつ１ライン毎交互に取り込みとは反対のライン
メモリから読み出しを行う。この読み出されたデータM1
A,又はM2Aは、データセレクト回路62においてMAとして
選択される。Ｂデータ52,ラインメモリ1B55,ラインメモ
リ2B56の動作も同様でデータセレクタ回路63からはMBが
選択される。

位相反転回路63において、データセレクタ62から送ら
れるデータMA,MBはＸ方向のドット単位及びＹ方向のラ
イン単位に並び換えられ、Ｘ駆動回路65のＸ駆動用デー
タXA及びXBとして出力される。以下、位相反転回路63の
データの並び換えについて第16図，第17図を用いて説明
する。

第16図に位相反転回路63のデータの並び換え箇所を示
す。第16図において“−”表示されたドットは位相反転
回路63の入力データMA,MBの並び変えをせず、そのまま
Ｘ駆動用データXA,XBとして出力する。“○”表示され
たドットについては、位相反転回路63の入力データMA,M
Bの並び変えを行い、Ｘ駆動用データXA,XBとして出力す
る。すなわち、第16図で“−”表示されたドットでは、
入力データ（MA,MB）＝（0,0）の時（XA,XB）＝（0,0）
が、（MA,MB）＝（0,1）の時（XA,XB）＝（0,1）が、
（MA,MB）＝（1,0）の時（XA,XB）＝（1,0）が、（MA,M
B）＝（1,1）の時（XA,XB）＝（1,1）がそれぞれ出力さ
れる。第16図で“○”表示されたドットでは、入力デー
タ（MA,MB）＝（0,0）の時、（XA,XB）＝（0,0）が、
（MA,MB）＝（0,1）の時（XA,XB）＝（1,0）が、（MA,M
B）＝（1,0）の時（XA,XB）＝（0,1）が、（MA,MB）＝
（1,1）の時（XA,XB）＝（1,1）が出力される。結果と
して位相反転回路63では、入力されるデータ（MA,MB）
＝（0,1）又は（1,0）が“○”表示ドットでデータの並
び換えが行われXA,XBに出力される。第17図に入力デー
タ（MA,MB）＝（0,1）の時の各ドットにおける出力デー
タ（XA,XB）を示す。

位相反転回路63から出力するXA,XBは１ラインを均等
に２分割するデータセレクト信号69により、データセレ
クタ14でXA又はXBのうち一方が選択されXDとして出力さ
れる。

Ｘ駆動回路65はデータラッチクロック57で１ライン表
示分の上位データXD（＝XA）の表示情報を取り込み、そ
の後のパルスクロック60の立下がりでXD（＝XA）の指示
する表示情報を、X1からXiに出力する。さらにＸ駆動回
路65が上位データXD（＝XA）の表示情報を出力している
うちに、データラッチクロック57で１ライン分下位デー
タXD（＝XB）を取り込み、その後のパルスクロックの立
下りでXD（＝XB）の表示する表示情報をX1からXiに出力
する。このＸ駆動回路65から印加された表示情報X1〜Xi
はその時“ハイ”となっているＹ駆動回路66の出力Y1〜
Yjの１ライン上の液晶に印加され、その表示情報に比例
した光量が透過される。Ｙ駆動回路66は先頭ラインクロ
ック58をラインクロック59で取り込み、Y1を“ハイ”に
し、その後ラインクロック59によって“ハイ”をY2……
Yjへとシフトする。

第18図〜第22図を用いてオフ表示とオン表示の中間輝
度である中間調表示方法を示す。

第18図は表示データＡ及びＢを１ライン表示分ライン
メモリ1A53及びラインメモリ1B55に取り込み、ラインメ
モリ1A53及びラインメモリ1B55からＸ駆動データMA及び
MBを読み出しデータセレクタ64によりMA,MBのどちらか
一方を選択し、XDとしてＸ駆動回路65へ送りＸ駆動デー
タDXの指示に従って表示情報をX1〜Xiへ出力する。この
Ｘ駆動データと表示情報の関係を第19図，第20図に示
す。さらにラインメモリ1A53,ラインメモリ1B54から読
み出しを行っている間、ラインメモリ2A,ラインメモリ2
B56には、次の１ライン分の表示データＡ及びＢを取り
込んでいる。そして、ラインメモリ1A53,ラインメモリ1
B55からの読み出しが終了した後、ラインメモリ2A54,ラ
インメモリ2B5からの読み出しが行われ、この読み出し
期間中、次の１ライン表示分の表示データがラインメモ
リ1A53,ラインメモリ1B55に取り込まれる。以後、同様
の動作が行われる。尚、この１ライン分の読み出しデー
タの切り換えをデータセレクタ62により行っている。

第18図に示す構成の回路において（A,B）＝（0,1）の
表示データをｉ行ｊ列表示分入力した時（ここではi,j
を４とする）Ｘ駆動回路65からは、第21図に示す表示パ
ルスが出力される。第21図によると、X1ドット〜X4ドッ
トの表示パルスは同じタイミングで立上り、そして立下
っている。このため、１ドットを表示するパルスの立上
りによるノイズと表示パルスの立下りによるノイズが増
加し、結果として液晶パレル１の表示輝度を低下させて
しまう。

さらに、各Ｘドットにおいて、１ライン中に１度立上
り、そして立下るため、パルスの変動による周波数成分
が高くなり、結果として液晶パネル１にクロストークを
発生させてしまう。

そこで、液晶パネル１の表示輝度低下を減少させ、か
つクロストークの発生を減少させるため、位相反転回路
63を設けた第15図に示す回路構成とした。位相反転回路
63はデータセレクタ62で選択されたMA,MBを第16図に示
すようにフレーム毎，ライン毎，ドット毎に並び換える
回路である。

第15図に示す位相反転回路63を設けた液晶表示回路に
おいて、（A,B）＝（0,1）の表示データをｉ行ｊ列表示
分入力した時、（ここではi,jは４とする）Ｘ駆動回路6
5からは第22図に示す表示パルスが出力される。第22図
によると、隣接するＸドットの出力パルスが異なりある
ドットのパルスが立上がった時、その隣接するドットの
パルスが同時に立下っている。位相反転回路63を持たな
い液晶表示回路の表示パルスを示した第21図では、X1か
らX4ドットの表示パルスは同じタイミングで立上り、そ
して立下っていて、立上りノイズと立下りノイズにより
表示輝度を低下させていたが、位相反転回路63を設けた
ことにより第22図に示すように隣接するドットの表示パ
ルスが異なるタイミングで立上り、立下りをしている。
このように隣接し合うドットの表示パルスの変化エッジ
が立上りと立下りとなることで、それぞれのノイズが打
ち消し合い、液晶表示の輝度低下を無くす、又は少なく
することができる効果、いわゆる相殺効果が生まれる。

また、位相反転回路63を持たない液晶表示回路では、
第21図に示すように、各Ｘドット共、表示パルスが１ラ
イン中に１度立上り、１度立下っているためのパルスの
変動による周波数成分が高くなり、結果として液晶パネ
ル１にクロストークを発生させていたが、位相反転回路
63を設けたことにより第22図に示すように、あるＸドッ
トのある１ラインの表示パルスと次ラインの表示パルス
又は前ラインの表示パルスとを１つにまとめることによ
り、１ライン中の表示パルスの立上り又は立下りを無く
し、１フレーム期間中の表示パルスの変動を半減させて
いる。これにより周波数成分も半減し、結果として液晶
パネル１に発生するクロストークを減少させる効果があ
る。

第19図に示す選択パルス２及びパルス３は同じパルス
幅であるため、そのパルスにより表示を行った場合、ど
ちらも同じ輝度の表示を行うはずであるが、１ライン中
の立上りノイズと立下りノイズが必ずしも１対１に対応
していない限り完全な相殺効果は実現しないため、パル
ス２とパルス３による表示輝度に若干の誤差が生じてく
る。そのため、液晶パネル１のある隣接する２ドットの
表示をパルス２及びパルス３で表示した時その２ドット
の表示輝度が若干異なってしまう。これを解決させるた
め、位相反転回路63によりフレーム毎にもＸ駆動データ
を並び換え、これによりフレーム毎に表示パルスを変え
て、あるドットの表示パルスをフレーム毎にパルス２→
パルス３→パルス２→パルス３と変化させ、又そのドッ
トの隣接するドットの表示パルスをフレーム毎にパルス
３→パルス２→パルス３→パルス２と変化させることに
より、そのドットの表示輝度を同じ輝度にさせている。

以上説明した位相反転回路63はラインメモリから読み
出した表示情報MA,MBを並び変えたが、この位相反転回
路63をラインメモリの前に設けA,Bを並び変えそれをラ
インメモリへ取り込むという方法も考えられる。

次に、本発明第１図におけるフレーム間引き回路２の
具体例を第23図〜第24図を用いて説明する。第23図及び
第24図は、本発明の概略を液晶セル１ドットとして説明
した第４図及び第６図をより具体的に実現した例であ
る。

液晶パネル１において、階調表示を行うために用いる
方式として従来通り、フレーム間引き方式が一般に用い
られている。第23図は、フレーム間引き回路２の構成ブ
ロック図であり、各ブロック機能は、第４図と同様であ
る。フレーム間引き方式は、画面のちらつき防止のた
め、液晶パネル１を構成する全ドットを同じタイミング
で間引かず、ドット毎に異なったタイミングで間引いて
いる。この間引き方式は、先頭ラインクロック58及びデ
ータラッチクロック57により実現し、本発明において
は、Ｘ方向のドット単位に間引く方式を用いた。つま
り、液晶パネル１の全ドットに対し、縦ライン方向に間
引く方式であり、間引き率n/mの間引きは、縦ｍライン
中、フレーム毎に縦ｎラインを表示オンにする方式であ
る。この間引き一例を第24図に示す。間引き率1/3の場
合、縦３ラインを１単位として、各フレーム毎に縦１ラ
インずつ表示は、オンする。又、間引き率4/5について
も同様に、縦５ラインを１単位とし、各フレーム毎に縦
４ラインずつ表示は、オンする。このようにして、各１
ドットについて見てみるとそれぞれの間引き率に比例し
た表示を行うことになる。

以上、説明した縦ライン方向の間引きを、間引き率に
従い、間引き回路a20〜間引き回路h27で間引きデータ28
〜35を生成し、この間引きデータ28〜35のうちから１デ
ータを、３ビットの表示データ５に従い、選択し、Ｂデ
ータ52（第１図におけるフレーム間引きデータFD10に相
当）として出力する。

以下、第23図と第15図の回路の組合せによる実施例を
第25図〜第31図を用いて説明する。

第25図は、その構成例であり、上位１ビット表示デー
タ６（第15図におけるＡデータ51）及び下位３ビット表
示データ５に従い、液晶パネル１画面上で16階調表示を
行う回路である。下位３ビット表示データ５は、フレー
ム間引き回路２により、フレーム間引きデータ10（第15
図におけるＢデータ52）に変換される。

第25図における上位表示データ６とフレーム間引きデ
ータ10と、液晶パネル１に印加される選択パルスの関係
を、第26〜第34図を用いて説明する。第27〜第32図は、
第26図に示す６×６ドットのマトリクス形液晶モデルを
用いた表示例であり、上位表示データ及びフレーム間引
きデータにおける“×”は表示オフ状態の“0"を示し、
“○”は表示オン状態の“1"を示す。又、選択パルスに
おける数字は、それぞれ第19図に示すパルス１から、パ
ルス４を表す。つまり、“1"は、１水平期間オフ状態の
パルス１を示し、“2"は、１水平期間を２分割した後半
の1/2水平期間オン状態のパルス２を示し、“3"は１水
平期間を２分割した前半の1/2水平期間オン状態のパル
ス３を示し、“4"は１水平期間オン状態のパルス４を示
す。

第27図は、上位表示データ及びフレーム間引きデータ
が全て“×”（表示オフ状態の“0"）の場合を示す。上
位表示データ、フレーム間引きデータがともに“0"であ
るため、第20図に示すように選択される表示パルスは、
パルス１となり、各フレームの表示輝度レベルは０％で
ある。第28図は、上位表示データがすべて“×”（表示
オフ状態“0"）、フレーム間引きデータがすべて“○”
（表示オン状態“1"）の場合を示す。

このデータに従い位相反転回路63を介さずに、表示を
行おうとすると表示パルスは、すべてパルス２となる。
しかし、第25図のように位相反転回路63を用いると、隣
接するドット毎、さらにフレーム毎に位相反転が行なわ
れるため、選択される表示パルスは、すべてパルス２で
はなく、第28図に示すようになり、各フレームの表示輝
度レベルは50％となる。第29図は、第28図と逆で、上位
表示データがすべて“○”、フレーム間引きデータがす
べて“×”の場合を示したものであり、選択される表示
パルスは、位相反転回路により、隣接するドット毎、フ
レーム毎に位相反転される。

第30図は、上位表示データ、フレーム間引きデータが
供に“○”（表示オン状態“1"）の場合を示す。上位表
示データ、フレーム間引きデータが供に“1"であるた
め、第20図に示すように選択される表示パルスは、パル
ス４となり、各フレームの表示輝度レベルは、100％と
なる。

第31図は、上位表示データが“X"（表示オフ状態
“0"）、フレーム間引きデータが間引き率1/3の間引き
データの場合を示す。この間引き方式は、縦方向３ライ
ンを１単位として、その内の１ラインは表示オン状態
“0"であり、その他２ラインは表示オフ状態“X"であ
る。

上位表示データがすべて“X"であるため、選択される
表示パルスは、フレーム間引きデータが“X"のドットに
対しては、パルス１となり、“0"のドットに対しては、
位相反転回路を介して、パルス２又はパルス３となる。
このため、画面全体の輝度レベルは、各フレーム供、1
6.7％となる。この第31図に示す選択パルスによる各Ｘ
電極の印加電圧波形を第33図に示す。

第33図において、１フレーム目は、X₁電極でパルス２
→パルス３→パルス２→パルス３の順番でパルスが印加
されており、X₄電極でパルス３→パルス２→パルス３→
パルス２の順番でパルスが印加されており、この２電極
間でパルスの変化点を相殺し合っている。その他のX₂,X
₃,X₅,X₆電極は、すべてパルス１が印加されている。同
様にして、２フレーム目では、X₂電極とX₅電極間で、ま
た、３フレーム目では、X₃電極とX₆電極間でパルスの変
化点を相殺し合っている。

この相殺効果により、表示領域面積の拡大による輝度
低下現象を防止している。

第32図は、上位表示データが“○”（表示オン状態
“1"）、フレーム間引きデータが間引き率1/3の間引き
データの場合を示す。

上位表示データがすべて“○”であるため、選択され
る表示パルスは、フレーム間引きデータが“X"のドット
に対しては、位相反転回路を介してパルス２又はパルス
３となり、フレーム間引きデータが“○”のドットに対
しては、すべてパルス４となる。このため、画面全体の
輝度レベルは66.7％となる。この第32図に示す選択パル
スにより各Ｘ電極の印加電圧波形を第34図に示す。第34
図において、１フレーム目の印加電圧パルスは、X₁電極
とX₄電極ですべてパルス４であり、X₂電極とX₅電極でパ
ルス３→パルス２→パルス３→パルス２となり、X₃電極
とX₅電極でパルス２→パルス３→パルス２→パルス３と
なる。この様なパルスの印加により、X₂電極とX₃電極間
で、X₅電極とX₆電極間でそれぞれパルスの変化点を相殺
し合っている。同様にして、２フレーム目では、X₁電極
とX₃電極間、X₄電極とX₆電極間で、又、３フレーム目で
は、X₁電極とX₂電極間、X₄電極とX₅電極間でパルスの変
化点を相殺し合っている。

以上、間引き率1/3を例にして説明したが、その他の
間引き率についても同様なことが言え、選択される表示
パルスによる相殺効果を発生させるため、間引き方式は
縦ライン単位の間引き方式が有効である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、フレーム間引き方式で実現できなか
った細かな段階の階調表示が出来るので、多階調表示に
際しては、大きな効果がある。

例えば、輝度レベル10％の階調表示をフレーム間引き
方式を用いれば、10フレームを１周期として、その10フ
レーム中に１度、オン表示（輝度レベル100％）を行う
ことにより実現するが、実際に表示を行ってみるとフリ
ッカが発生し、表示品質が悪くなってしまう。これに対
し本発明は、比較的フリッカ現象が少ない間引き率1/5
のフレーム間引き方式を採用し、５フレーム中に１度、
輝度レベル50％の表示を行うことで、表示品質を低下さ
せずに輝度レベル10％の表示が可能である。

以上、述べた実施例は、液晶パネルについて延べてき
たが、プラズマやELなどのフラットパネルにも応用可能
である。

さらに、カラー化に際しても、赤、青、緑各色に対応
して本発明を適用すれば、擬似的多色化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の16階調表示システム構成
図、第２図は従来例である８階調表示システム構成図、
第３図は第２図の階調パルス発生手段13の発生階調パル
スを示す図、第４図、第５図は第２図２のフレーム間引
き回路を説明する図、第６図はフレーム間引き方式の一
例を示す図、第７図は第１図の階調パルス発生手段３の
発生階調パルスを示す図、第８図は第１図の選択回路４
の選択結果を示した図、、第９図は本発明の表示結果を
示す図、第10図は、本発明による平均輝度レベルを示し
た図、第11図は本発明の他の実施例である2^N階調表示シ
ステム構成図、第12図は第11図のパルス発生回路38の発
生階調パルスを示した図、第13図は第11図の選択部39の
選択部選択結果を示した図であり、第14図は第11図にお
ける平均輝度レベルを示した図、第15図は第１図の階調
パルス発生手段３、階調パルス選択回路、及び液晶パネ
ル１の実施例を示すブロック図、第16,17図は第15図の
位相反転回路63のデータの並び換えを説明するための
図、第18図はオン・オフ中間調表示のための実施例を示
す図、第19,20図は第18図の実施例におけるＸ駆動デー
タと表示情報の関係を示す図、第21,22図は第18図の実
施例におけるＸ駆動回路65の表示パルス出力を示す図、
第23図，第24図はそれぞれ、第４図，第６図をより具体
的に実現した例を説明する図、第25図は第23図と第15図
の回路を組合せた実施例の構成図、第26図は６×６ドッ
トのマトリックス形液晶モデルを用いた表示例を示す
図、第27図〜第32図は、第25図の実施例における各フレ
ーム毎の輝度レベルの具体例を説明するための図、第33
図は第31図に示す場合の各Ｘ電極の印加電圧波形を示す
図、第34図は第32図に示す場合の各Ｘ電極の印加電圧波
形を示す図である。１……液晶パネル、２……フレーム間引き回路、３……
階調パルス発生手段、４……階調パルス選択回路、5,6
……表示データ（下位、上位）、7,8,9……階調パル
ス、10……フレーム間引きデータ、11……選択表示パル
ス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小沼智神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地日立ビデオエンジニアリング株式会社内 (72)発明者藤沢和弘神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マイクロエレクトロニクス機器開発研究所内 (72)発明者二見利男千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所茂原工場内 (72)発明者恒川悟東京都小平市上水本町５丁目20番１号株式会社日立製作所武蔵工場内 (56)参考文献特開昭63−70893（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−53922（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−19980（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G09G 3/36 G02F 1/133 H04N 5/66

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（ｉ＋ｊ）ビットの表示データのうちのｊ
ビットの表示データに従い、2^j種類のフレーム間引きデ
ータの中から１種類を選択するフレーム間引き手段と、
該フレーム間引き手段から出力されるフレーム間引きデ
ータに従い、階調表示パルス発生手段から発生する２種
類の表示パルスのうち一方を選択し、液晶パネルに印加
する2ⁱ階調表示可能な液晶表示装置において、該階調表示パルス発生手段から発生する表示パルスを2ⁱ
＋１種類として、該フレーム間引きデータ及び、該ｊビ
ットとは異なるｉビットの表示データに従い、該2ⁱ＋１
種類の表示パルスのうち１種類の表示パルスを選択し液
晶パネルに印加する2^i+j階調表示可能な液晶表示装置。
【請求項２】上記ｉが１の場合、該2ⁱ＋１＝３種類の階
調表示パルスの表示輝度レベルが、それぞれ、０％、50
％、100％としたことを特徴とする請求項１記載の液晶
表示装置。
【請求項３】上記表示データがＮビットであり、上記ｉ
ビットデータ及びｊビットデータを該Ｎビットの表示デ
ータから変換生成を行うデータ変換部を設けたことを特
徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】上記表示輝度レベルが、階調表示パルスの
パルス幅によって規定されることを特徴とする請求項２
記載の液晶表示装置。
【請求項５】上記Ｎビットが４ビットであり、上記表示
データはそれぞれ１ビットからなるI,R,G,及びＢ情報で
あることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。