JPH03111815A - 階調表示制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 マトリクス型表示パネルの１画素を複数の表示セルによ
り構成して、階調表示を行う階調表示制御方式に関し、 中間調表示状態に於けるフリッカを防止し、且つクロス
トークの問題を解決して、表示品質を改善することを目
的とし、 マトリクス型表示パネルの１画素を複数の表示セルによ
り構成し、該複数の表示セルの選択制御により階調表示
を行う階調表示制御方式に於いて、階調表示データに従
って前記１画素内の点灯状態とする表示セルを選択する
画素面積変調制御を行い、且つ前記１画素内の複数の表
示セルのうちの１表示セルのみをフレーム単位で点灯状
態或いは非点灯状態とするフレーム変調制御を行うよう
に構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、マトリクス型表示パネルの１画素を複数の表
示セルにより構成して、階調表示を行う階調表示制御方
式に関するものである。

マトリクス型表示パネルは、直交して配置した複数のデ
ータ電極と走査電極との交点に表示セルを構成したもの
であり、薄型であると共に、軽量化できることから、各
種の表示装置に使用されている。特に、ＳＴＮ液晶を用
いたマトリクス型表示パネルは、低電圧駆動が可能で、
且つコントラストも比較的大きくできることから、携帯
用機器の表示装置として多数採用されている。

しかし、前述のようなマトリクス型表示パネルは、点灯
（オン）、非点灯（オフ）の２値表示を行う構成が一般
的であるから、中間調表示を行う場合は、フレーム変調
方式や画素面積変調方式等による制御方式で駆動される
ものである。このような階調表示を行う場合の表示品質
を改善することが要望されている。

〔従来の技術〕

マトリクス型表示パネルは、液晶を介在して直交配置し
た複数のデータ電極と走査電極との交点を表示セルとし
た構成を有し、表示データに従ったデータ電圧をデータ
電極に印加し、且つ走査電極を順次選択して走査電圧を
印加して、表示セルの実効電圧に対応した透過率となる
ことにより、画像等の表示を行わせるものである。

このようなマトリクス型表示パネルを用いて階調表示を
行う場合、従来は次のような方式が知られている。

（ａ）０表示セルに対する印加電圧を点灯電圧と非点灯
電圧との間の値に設定して階調表示を行う電圧変調方式
。

（ｂ）０等価的に点灯電圧と非点灯電圧との間の値にな
るように、印加電圧のパルス幅を制御するパルス幅変調
方式。

（Ｃ）、フレーム毎に点灯セル数を制御するフレーム変
調方式。

（ロ）、１画素を複数の表示セルにより構成し、画素中
の点灯セル数を制御する画素面積変調方式。

前述の（ａ）の電圧変調方式は、通常の２値出力のドラ
イバを用いることができず、点灯電圧と非点灯電圧との
間の任意の値の電圧も出力できる多値出力のドライバを
必要とするから、コストアップとなる欠点がある。又（
ｂ）のパルス幅変調方式は、階調表示データに従って印
加電圧のパルス幅を制御するものであるから、タイミン
グ制御が複雑となる欠点がある。

又（Ｃ）のフレーム変調方式は、複数フレーム間の点灯
（オン）セルを切替えるものであり、例えば、３フレ一
ム間オフ、２フレ一ム間オフ、１フレ一ム間オフ、３フ
レ一ム間オンとすることにより、４階調を得ることがで
き、タイミング制御も比較的容易である。又（ｄ）の画
素面積変調方式は、１画素を複数表示セルにより構成し
て点灯（オン）セル数を制御するもので、例えば、１画
素を３個の表示セルにより構成した場合、３表示セルを
オフ、２表示セルをオフ、１表示セルをオフ、３表示セ
ルをオンとすることにより、４階調を得ることができ、
ドライバ数が増加するが、２値出力のドライバを使用す
ることができる。又フレーム変調方式（Ｃ）と画素面積
変調方式（ｄ）とを組合せることにより、階調数を増加
することもできる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

フレーム変調方式（Ｃ）と画素面積変調方式（ｄ）とを
組合せた階調表示制御方式は、現状の集積回路化された
ドライバを利用できる利点があるから、を１視されてい
る。しかし、クロストークとフリッカとの問題がある。

即ち、フレーム変調方式に於いて、複数フレーム間で点
灯と非点灯とを繰り返す周期が、点灯回数が少ない程フ
レーム周期に比較して長くなり、フリッカとして視認さ
れることになる。

又マトリクス型表示パネルのデータ電極に沿って、点灯
と非点灯とを交互に繰り返すパターンの表示とした場合
、表示セルに印加する電圧波形が鈍り、実効電圧が低下
することになる０例えば、第１１図の（ａ）〜（Ｃ）は
、■フレーム期間の表示セルの印加電圧波形を示し、（
ａ）は同一のデータ電極上に点灯と非点灯とを交互に繰
り返した表示セル数が少ない場合、（ｂ）は中間程度の
数の場合、（Ｃ）は多い場合をそれぞれ示し、次のフレ
ームでは印加電圧極性を反転するものである。このよう
に、点灯と非点灯とを交互に繰り返す表示パターンによ
る他の表示セルに対するクロストークが大きく、表示セ
ルの印加電圧の波形が鈍ることから、実効電圧が低下し
て透過率が低下し、（ａ）の印加電圧波形の表示セルよ
り（Ｃ）の印加電圧波形の表示セルが暗くなる。従って
、表示むらが生じて、表示品質が劣化することになる。

本発明は、中間調表示状態に於けるフリッカを防止し、
且つクロストークの問題を解決して、表示品質を改善す
ることを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の階調表示制御方式は、画素面積変調方式とフレ
ーム変調方式とを組合せたものであり、第１図を参照し
て説明する。

マトリクス型表示パネル１の１画素２を複数の表示セル
３−１〜３−ｎにより構成し、階調表示データに従って
１画素２内の点灯状態とする表示セルを選択する画素面
積変調制御を行い、且つ１画素２内の複数の表示セル３
−１〜３−ｎのうちの１表示セルのみをフレーム単位で
点灯状態或いは非点灯状態とするフレーム変調制御を行
うものである。

又マトリクス型表示パネルｌは、データ電極４と走査電
極５との交点に表示セル３−１〜３−ｎが構成され、デ
ータ電極４にはデータドライバ６からデータ電圧が印加
され、走査電極５には走査ドライバ７から順次走査電圧
が印加される。

〔作用〕

１画素２を構成する複数の表示セル３−１〜３−ｎのう
ちの１表示セルのみを、フレーム変調制御により点灯、
非点灯とするものであり、ｎ＝３とした場合に、１フレ
ームに於いては、左端の表示セル３−１を非点灯、中央
の表示セル３−２を点灯、右端の表示セル３−３を点灯
とし、次の２フレームに於いては、中央の表示セル３−
２のみをフレーム変調制御により非点灯とするものであ
る。従って、３個の表示セル３−１〜３−３による４階
調数と、２フレームによる２階調数とによる７階調数の
階調表示を行うことができる。

又１画素２を構成する複数の表示セル３−１〜３−ｎの
うちの１表示セルのみを、フレーム変調方式により制御
するものであるから、全表示セルについてフレーム変調
方式により制御する場合に比較して、クロストーク及び
フリッカを低減し、表示品質を改善することができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の実施例のブロック図であり、１１はプ
ロセッサ（ＣＰＵ）、１２は基本階調データ回路、１３
はＡセル階調データ回路、１４はＣセル階調データ回路
、１５はＢセル階調データ回路、１６はデータ分配回路
、１７はタイミング信号発生回路、１８はマトリクス型
表示モジュールである。この実施例は、１画素を３個の
表示セルＡ、Ｂ、Ｃにより構成した場合について示すも
のである。又マトリクス型表示モジュール１８は、マト
リクス型表示パネルとデータドライバと走査ドライバと
を含むものである。

プロセッサ１１に、メモリ等から読出した画像データ或
いは伝送路を介して受信した画像データが加えられ、基
本階調データ回路１２は、プロセッサ１１からフレーム
信号とライン信号とドツトクロツタ信号とが加えられ、
基本階調データＢＤを出力するものである。

又Ａ、Ｃセル階調データ回路１３．１４は、プロセッサ
１１から表示データが加えられ、Ａ、　　Ｃセルデータ
Ｄａ、Ｄｃを出力し、Ｂセル階調データ回路１５は、プ
ロセッサ１１からの表示データと、基本階調データ回路
１２からの基本階調データＢＤとが加えられて、Ｂセル
データＤｂを出力するものである。又タイミング信号発
生回路１８は、プロセッサ１１からのフレーム信号とラ
イン信号とドツトクロツタ信号とが加えられて、マトリ
クス型表示モジュール１８に、各種のタイミング信号を
加えるものである。

データ分配回路１６は、Ａ、Ｃ，Ｂセル階調データ回路
１３．１４．１５からのデータＤａ、Ｄｃ、Ｄｂを、マ
トリクス表示モジュール１８の構成に対応して、４ビッ
ト並列或いは８ビット並列にマトリクス型表示モジュー
ル１８に加えるものである。

基本階調データ回路１２は、例えば、第３図に示すよう
に、フレーム信号ＦＳが加えられるフリップフロップ２
１と、ライン信号ＬＳが加えられるフリップフロップ２
２と、ドツトクロック信号ＤＣＫが加えられるフリップ
フロップ２３と、フリップフロップ２２．２３のＱ、　
Ｑ端子出力信号が加えられる排他的オア回路２４．２５
と、この排他的オア回路２４．２５の出力信号とフリッ
プフロップ２１のＱ、　Ｑ端子出力信号とが加えられる
アンド回路２６．２７と、このアンド回路２６゜２７の
出力信号が加えられるオア回路２日とから構成されてい
る。

例えば、フリップフロップ２１のＱ端子出力信号が奇数
フレームに於いて１″、偶数フレームに於いて“０”と
なり、又フリップフロップ２２のＱ端子出力信号が奇数
ラインで“１゛、偶数ラインで“０°゛となるとすると
、奇数フレームに於ける奇数ラインでは、フリップフロ
ップ２３のＱ端子出力信号が排他的オア回路２５により
反転されて出力され、奇数フレームに於ける偶数ライン
では、フリップフロップ２３のＱ端子出力信号がそのま
ま出力され、偶数フレームに於ける奇数ラインでは、フ
リップフロップ２３のＱ端子出力信号がそのまま出力さ
れ、偶数フレームに於ける偶数ラインでは、フリップフ
ロップ２３のＱ端子出力信号が排他的オア回路２４によ
り反転されて出力される。

第４図はＡセル階調データ回路１３のブロック図であり
、３１〜３３はインバータ、３４〜３７はアンド回路、
３日はオア回路である。プロセッサ１１から加えられる
３ビツトの表示データａ。

ｂ、　ｃが“０１１”、”１００°ＺＩＩＩＱＩ１１“
１１０”の時に、オア回路２８から“１”のＡセルデー
タＤａが出力される。

第５図はＣセル階調データ回路１４のブロック図であり
、４１〜４３はインバータ、４４．４５はアンド回路、
４６はオア回路である。プロセッサ１１か、ら加えられ
る３ビツトの表示データａ。

ｂ、　　ｃが“１０１″、”１１０”の時に、オア回路
４６から“１”のＣセルデータＤｃが出力される。

第６図はＢセル階調データ回路１５のブロック図であり
、５１〜５３はインバータ、５４〜５９はアンド回路、
６０〜６２はオア回路、６３はアンド回路である。プロ
セッサ１１から加えられる表示データａ、ｂ、ｃが”０
１０°’、”ｉｏｏ°゛“１１０”の時に、オア回路６
２から“１”のＢセル階調データＤｂが出力され、又表
示データａ。

ｂ、　ｃが”００１”、”０１１”、”１０１”の時に
、基本階調データＢＤが“１”の場合のみ、オア回路６
２から“１”のＢセルデータが出力される。

第７図は本発明の実施例のタイムチャートであり、（ａ
）はドツトクロツタ信号ＤＣＫＳ（ｂ）はライン信号Ｌ
Ｓ、（ｃ）はフレーム信号ＦＳのそれぞれ一例を示す、
又（ｄ）は（ａ）〜（Ｃ）の各信号に基づいて基本階調
データ回路１２から出力される基本階調データＢＤであ
る。又（ｅ）、　（ｆ）、　（ｇ）はＢセル５’−タＤ
　ｂ。

ＡセルデータＤａ、ＣセルデータＤｃを示す。又（０）
、　（１，３，５）、（２，４，６）、（０，１，２）
、（３，４，５，６）、（０，１゜２．３．４）、　（
５，６）の括弧内の数値は、それぞれ階調レベル０〜６
を示す。即ち、階調レベルＯの場合は、表示データａ、
ｂ、ｃがオール°“０”となるから、Ａ、Ｂ、Ｃセルデ
ータＤａ、Ｄｂ、Ｄｃは、それぞれ“Ｏ”　　（Ｌレベ
ル）となる。又階調レベル６の場合は、表示データａ、
ｂ、ｃが“１１０°”となるから、Ａ、Ｂ、Ｃセルデー
タＤａ、Ｄｂ、ＤＣは、それぞれ“１”（Ｈレベル）と
なる。

又階調レベル１，３．５に於いては、ＢセルデータＤｂ
が、隣接画素毎に“１““０パとなると共に、奇偶ライ
ンで反転し、且つ奇偶フレームで反転するものであり、
例えば、階調レベル５に於いては、Ａ、ＣセルデータＤ
ａ、ＤｃはＩＩ　Ｉ　ＩＩ（Ｈレベル）で、１画素を構
成するＡ、Ｃセルは点灯状態となり、又Ｂセルは、奇数
フレームに於いて点灯状態となると、偶数フレームに於
いて非点灯状態となる。

第８図は、Ａ、Ｂ、Ｃセル階調データ回路をメモリに置
き換えた時の階調データの説明図であり、プロセッサ１
１からの３ビツトの表示データを上位３ビツトとし、ド
ツトクロツタ信号ＤＣＫとライン信号ＬＳとフレーム信
号ＦＳとをそれぞれ分周した３ビツトの信号を下位３ビ
ツトとしたアドレス信号により、メモリをアクセスし、
データを読出してデータ分配回ｌ８１６を介してマトリ
クス型表示モジュール１８に加えることになる。

例えば、階調レベル３の場合、アドレス信号が”０１１
０００”の時に、“１１０″のデータが第１の画素対応
に読出されるから、第１の画素のＡ、Ｂセルが点灯状態
、Ｃセルが非点灯状態となり、第１の画素に隣接した第
２の画素も同一の階調レベルの場合は、アドレス信号が
“０１１００１”となるから、“１００”のデータが読
出されて、Ａセルが点灯状態、Ｂ、Ｃセルが非点灯状態
となる。次のラインの第１の画素に隣接する同一の階調
レベルの画素に対しては、アドレス信号が“”０１１０
１０”となるから、“１００　”のデータが読出されて
、Ｂセルは非点灯状態となる。

次のフレームに於いては、第１の画素に対応するアドレ
ス信号が“０１１１００”となるから、“’１００’”
のデータが読出されて、Ｂセルが非点灯状態に切替えら
れ、隣接する第２の画素は、アドレス信号が’０１１１
０１”となるから、１１０゛のデータが読出されて、Ｂ
セルが点灯状態に切替えられる。

又Ａ、ＣセルデータＤａ、Ｄｃについては、第２図のＡ
、Ｃセル階調データ回路１３．１４により形成し、Ｂセ
ルデータについてのみ、前述のようなメモリに格納され
たデータを用いることも可能であり、その場合のメモリ
容量は１／３で済むことになる。

第９図は階調表示説明図であり、１画素を３個の表示セ
ルにより構成し、２フレ一ム間でフレーム変調を行い、
階調レベル６〜０とする場合に於いて、上欄が第１フレ
ーム、下欄が第２フレームの場合の点灯状Ｂ（白）と非
点灯状態（黒）を示す。即ち、階調レベル６の場合は、
第１フレームも第２フレームも全表示セルを点灯状態（
白）とする。又階調レベル０の場合は、第１フレームも
第２フレームも全表示セルを非点灯状態（黒）とする。

又階調レベル１，３．５の場合は、第１フレームと第２
フレームとに於いて、１個の表示セルについて点灯状態
（白）と非点灯状態（黒）との切替えを行うものである
。

第１０図は隣接画素を含む階調表示説明図であり、Ｐ１
〜Ｐ４はそれぞれ３個の表示セル（Ａ。

Ｂ、Ｃ）からなる画素を示し、画素面積変調制御とフレ
ーム変調制御とによる階調レベル３の場合を示す、同図
に於ける（Ａ）は、総ての画素Ｐｉ〜Ｐ４の表示セルは
、同一のセルデータにより制御されるもので、２１フレ
ームに於いては、各画素ＰＩ−Ｐ４の１表示セルが点灯
状態（白）となり、（２ｉ＋１）フレームに於いては、
各画素Ｐ１〜Ｐ４の２表示セルが点灯状態（白）となる
もので、全表示セルを点灯状態とした時の明るさを１２
／１２とすると、２１フレームに於いては４／１２の明
るさとなり、（２ｉ＋１）フレームに於いては８／１２
の明るさとなる。

これに対して、（Ｂ）は、隣接画素に対するセルデータ
を反転するもので、２１フレームに於いては、画素Ｐ１
の１表示セル（Ａセル）を点灯状態（白）とすると、隣
接する画素Ｐ２．Ｐ３では、２表示セル（Ａ、Ｂセル）
を点灯状態（白）とし、次の（２ｉ＋１）フレームに於
いては、画素Ｐ１の２表示セル（Ａ、Ｂセル）を点灯状
態（白）とし、隣接画素Ｐ２．Ｐ３では、１表示セル（
Ａセル）を点灯状態（白）とするものである。従って、
２１フレームと（２ｉ＋１）フレームとに於ける明るさ
は、共に６／１２となる。又階調レベル１゜５に於いて
も、同様に制御することができる。

このような制御は、前述の基本階調データ回路１５から
の基本階調データが、隣接画素対応に反転し、且つライ
ン信号ＬＳ対応に反転することにより行われ、フレーム
間で明るさの変化がなくなり或いは少な（なるから、フ
リッカを防止することができる。

前述の実施例は、１画素を３表示セルにより構成し、２
フレ一ム間についてフレーム変調制御を行うことにより
、階調数７とした場合について示すものであるが、更に
多数のフレーム間に於いて順次１表示セルについてのフ
レーム変調制御を行うことにより、階調数を増加するこ
とも可能である。又１画素の表示セル数を更に多くする
ことも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、１画素２を複数の表示
セル３−１〜３−ｎにより構成し、画素面積変調制御に
より階調表示を行うと共に、複数フレーム間でフレーム
変調制御を行い、そのフレーム変調制御に於いて、１画
素を構成する複数表示セル３−１〜３−ｎのうちの１表
示セルのみをフレーム単位で点灯状態或いは非点灯状態
とするものである。それによって、フレーム間の明るさ
の変化が少なくなってフリッカを防止することができる
。又フレーム変調する表示セルを同一データ電極上に配
置することにより、そのデータ電極上の表示セルについ
てはクロストークが生じることになるが、他のデータ電
極上の表示セルについてのクロストークを低減すること
ができる。

又隣接画素についてのフレーム変調制御を、反転して行
うことにより、フレーム間の明るさの変化が少なくなり
、階調レベルが低い場合に於いても、フリッカが生じな
くなる利点がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
のブロック図、第３図は基本階調データ回路のブロック
図、第４図はＡセル階調データ回路のブロック図、第５
図はＣセル階調データ回路のブロック図、第６図はＢセ
ル階調データ回路のブロック図、第７図は本発明の実施
例のタイムチャート、第８図は階調データの説明図、第
９図は階調表示説明図、第１０図は隣接画素を含む階調
表示説明図、第１１図はクロストークの説明図である。 １はマトリクス型表示パネル、２は画素、３−１〜３−
ｎは表示セル、４はデータ電極、５は走査電極、６はデ
ータドライバ、７は走査ドライバである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、マトリクス型表示パネル（１）の１画素（２）を複
   数の表示セル（３−１〜３−ｎ）により構成し、該複数
   の表示セル（３−１〜３−ｎ）の選択制御により階調表
   示を行う階調表示制御方式に於いて、 階調表示データに従って前記１画素（２）内の点灯状態
   とする表示セルを選択する画素面積変調制御を行い、且
   つ前記１画素（２）内の複数の表示セル（３−１〜３−
   ｎ）のうちの１表示セルのみをフレーム単位で点灯状態
   或いは非点灯状態とするフレーム変調制御を行う ことを特徴とする階調表示制御方式。 ２、前記１画素（２）内の複数の表示セル（３−１〜３
   −ｎ）のうちの１表示セルのみをフレーム単位で点灯状
   態或いは非点灯状態とするフレーム変調制御を、隣接画
   素間で反転して行う ことを特徴とする請求項１記載の階調表示制御方式。