JPH05265409A

JPH05265409A - 液晶駆動回路

Info

Publication number: JPH05265409A
Application number: JP9586792A
Authority: JP
Inventors: Koji Takahashi; 孝次高橋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-03-23
Filing date: 1992-03-23
Publication date: 1993-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】複数種類の表示モードを切り替えて使用でき
る液晶駆動回路を提供する。【構成】電圧発生回路において複数種類の表示モード
に対応した階調電圧を発生させておき、出力選択回路に
よって複数種類の階調電圧の中の１つを選んで出力させ
る。【効果】出力選択回路の切り替えによってソフトウェ
アに対応した複数種類の表示モードを実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶駆動回路に関
し、特に多階調表示を行うための液晶駆動回路に利用し
て有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル入力の液晶ドライバの例とし
ては、（株）日立製作所１９９０年発行の『日立ＬＣＤ
ドライバデータブック』第６５３頁〜第６６５頁があ
る。このディジタル入力のドライバは、ディジタル入力
データを時系列的にラッチ回路に取り込み、それをデコ
ードして階調電圧を出力させる出力用のスイッチＭＯＳ
ＦＥＴをオン状態にして、対応した階調電圧を出力させ
る。このスイッチＭＯＳＦＥＴは、Ｎチャンネル型ＭＯ
ＳＦＥＴとＰチャンネル型ＭＯＳＦＥＴからなるＣＭＯ
Ｓスイッチ回路が用いられている。

【０００３】液晶による階調表示技術の１つとして、Ｆ
ＲＣ（Ｆrame Rate Control)がある。この技術は、フレ
ーム間で表示のデータをコントロールして液晶駆動電圧
の実効値を変えることによって階調表示を行うようにす
るものである。このＦＲＣに関しては、例えば１９９１
年発行、『フラットパネル・ディスプレイ’９１』頁１
７３〜頁１８０日経エレクトロニクス、日経マイクロデ
バイス編がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ＦＲＣ技術を用いて多
階調ドライバにより形成された各階調電圧に対する階調
の中間階調も表示することによって２倍の階調表示を行
うことができる。このようにＦＲＣ技術を用いると、階
調数を２倍にできる反面、フリッカーの発生はさけられ
ない。液晶表示装置をマイクロコンピュータ等の表示装
置として用いるときには、ソフトウェアによってフリッ
カを犠牲にしても階調数を多く必要とするものと、階調
数を減らしてもフリッカーのない表示を必要とする場合
がある。そこで、本願発明者においては、ソフトウェア
の種類に応じて、上記表示モードの切り替えを行うよう
にすることを考えた。しかし、多階調ドライバにより形
成された各階調電圧に対する階調の表示を行うときと、
ＦＲＣ技術を用いてその中間階調の表示を行うときとで
は、階調電圧そのものが異なり、そのままでは両方の表
示モードを実現できない。

【０００５】この発明の目的は、複数種類の表示モード
を切り替えて使用できる液晶駆動回路を提供することに
ある。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な
特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかにな
るであろう。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、電圧発生回路において複数
種類の表示モードに対応した階調電圧を発生させてお
き、出力選択回路によって複数種類の階調電圧の中の１
つを選んで出力させる。

【０００７】

【作用】上記した手段によれば、出力選択回路の切り替
えによってソフトウェアに対応した複数種類の表示モー
ドを実現できる。

【０００８】

【実施例】図１には、この発明に係る液晶駆動回路に用
いられる駆動電圧発生回路の一実施例のブロック図が示
されている。この実施例の駆動電圧発生回路は、特に制
限されないが、５１２色表示のための階調電圧と、ＦＲ
Ｃによる４０９６色表示のための階調電圧を選択的に出
力可能にする。

【０００９】直列抵抗Ｒ０Ａ〜Ｒ７Ａは、電源電圧ＶＣ
Ｃを分圧して５１２色表示のための８階調電圧を発生さ
せる。５１２色表示は、８階調電圧により３原色からな
るカラー画素を駆動することにより、８×８×８＝５１
２通りの色表示を行う。これに対して、直列抵抗Ｒ０Ｂ
〜Ｒ８Ｂは、１／２のＦＲＣ方式により、４０９６色表
示のための８階調電圧を発生させる。すなわち、４０９
６色表示は、上記８階調電圧から１／２のＦＲＣによっ
て実効的に１６階調電圧を発生させて、３原色からなる
カラー画素を駆動することにより１６×１６×１６＝４
０９６通りの色表示を行わせる。

【００１０】アナログスイッチ１の一方の入力端子Ｖ０
Ａ〜Ｖ７Ａには、上記のような直列抵抗Ｒ０Ａ〜Ｒ７Ａ
により形成された５１２色表示用の８階調電圧がそれぞ
れ供給される。アナログスイッチ１の他方の入力端子Ｖ
０Ｂ〜Ｖ７Ｂには、上記のような直列抵抗Ｒ０Ｂ〜Ｒ８
Ｂにより形成された４０９６色表示用の８階調電圧がそ
れぞれ供給される。

【００１１】選択信号Ｓは、特に制限されないが、この
駆動電圧発生回路が用いられる表示装置に対する表示モ
ードに対応して、図示しないマイクロコンピュータ等に
より形成される。アナログスイッチ１は、上記選択信号
Ｓによって、出力端子ＯＶ０〜ＯＶ７から上記５１２色
表示モード又は４０９６色表示モードに対応した階調電
圧を選択して出力させる。

【００１２】加減算ブロックは、アナログスイッチ１を
通して各入力端子ＩＶ０〜ＩＶ７に供給された８通りの
階調電圧ＯＶ０〜ＯＶ７と中点電圧ＶＮとを受けて、Ｖ
Ｎ＋ＯＶ０〜ＶＮ＋ＯＶ７のような加算出力ＴＶ０〜Ｔ
Ｖ７と、ＶＮ−ＯＶ０〜ＶＮ−ＯＶ７のような減算出力
ＢＶ０〜ＢＶ７を発生させる。すなわち、加算出力ＴＶ
０〜ＴＶ７は、上記中点電圧ＶＮを基準にした正電圧で
あり、減算出力ＢＶ０〜ＢＶ７は、上記中点電圧ＶＮを
基準にした負電圧である。

【００１３】アナログスイッチ２の一方の入力端子ＴＩ
Ｖ０〜ＴＩＶ７には、上記のような中点電圧ＶＮを基準
にした正電圧ＴＶ０〜ＴＶ７がそれぞれ供給される。ア
ナログスイッチ２の他方の入力端子ＢＩＶ０〜ＢＩＶ７
には、上記のような中点電圧ＶＮを基準にした負電圧Ｂ
Ｖ０〜ＢＶ７がそれぞれ供給される。

【００１４】交流化信号Ｍは、フレーム毎に出力端子Ｖ
０〜Ｖ７から上記正電圧ＴＶ０〜ＴＶ７と負電圧ＢＶ０
〜ＢＶ７を交互に出力させる。すなわち、フレーム毎に
正電圧と負電圧を交互に出力させることにより、液晶画
素を交流的に駆動するようにするものである。

【００１５】図には、上記５１２色表示に対応した液晶
の階調電圧と輝度出力の関係を示す特性図である。同図
では、ノーマリーホワイトの特性が例として示されてい
る。駆動電圧Ｖ７とＶ０は、白と黒に対応しており、液
晶の輝度が階調電圧の変化に対してリニアに変化する領
域の特性曲線はほぼ直線に近似できるが、輝度がＢ０
（黒）となる付近では電圧を上げると再び輝度が高くな
るという跳ね返り部分を持つ。この跳ね返り部分の影響
を受けないように輝度Ｂ０に対応した階調を得るための
電圧Ｖ０は、上記のような特性曲線の跳ね返り特性の影
響を受けないよう十分なマージンをとって電圧Ｖ０のよ
うに比較的高い固定電圧とするものである。また、輝度
がＢ７（白）は中点電圧ＶＮに対応した０電圧を用いる
ようにしてコントラストを高くする。そして、特性曲線
がほぼ直線であると近似して中間階調Ｂ６からＢ２まで
がほぼ等分になるような階調電圧Ｖ６〜Ｖ１に設定する
ものである。

【００１６】図３は、上記４０９６色表示に対応した液
晶の階調電圧と輝度出力の関係を示す特性図である。同
図では、上記図２の特性図と同様にノーマリーホワイト
の特性が例として示されている。

【００１７】同図において、特性曲線上の黒丸が各階調
電圧Ｖ０〜Ｖ７によって得られる８階調からなる輝度レ
ベルである。すなわち、階調電圧Ｖ０により輝度Ｂ０
が、階調電圧Ｖ１により輝度Ｂ２が、階調電圧Ｖ２によ
り輝度Ｂ４が、階調電圧Ｖ３により輝度Ｂ６が、階調電
圧Ｖ４により輝度Ｂ８が、階調電圧Ｖ５により輝度Ｂ１
０が、階調電圧Ｖ６により輝度Ｂ１２が、そして階調電
圧Ｖ７により輝度Ｂ１５が得られる。

【００１８】これに対して、×印は上記階調電圧Ｖ０〜
Ｖ７のうちの２つを用いてＦＲＣにより得られる輝度レ
ベルである。例えば、輝度Ｂ１は階調電圧Ｖ０とＶ１と
の組み合わせより実効的に輝度Ｂ０とＢ２の中間輝度に
される。以下同様に、輝度Ｂ３は階調電圧Ｖ１とＶ２と
の組み合わせ、輝度５は階調電圧Ｖ２とＶ３との組み合
わせ、輝度Ｂ７は階調電圧Ｖ３とＶ４との組み合わせ、
輝度９は階調電圧Ｖ４とＶ５との組み合わせ、輝度１１
は階調電圧Ｖ５とＶ６との組み合わせによりそれぞれ形
成される。そして、１６階調を得るには、輝度Ｂ１２か
ら輝度Ｂ１５の間にもう２階調を作る必要があるため、
階調電圧Ｖ５とＶ７とで輝度Ｂ１３を、階調電圧Ｖ６と
Ｖ７とで輝度Ｂ１４を作りだす。

【００１９】図２のように単純に８階調を作る場合と、
図３のように１／２のＦＲＣによって８階調電圧からそ
の中間階調を含めて１６階調を実効的に作り出す場合と
では、各階調電圧そのものが異なる。すなわち、図２に
示された８階調電圧Ｖ０〜Ｖ７から１／２のＦＲＣによ
って、実効的に１６階調を作り出すことは出来ない。逆
に、図３に示されて８階調電圧で、そのまま単純に８階
調を表示させたのでは、高品質の階調表示が出来ない。

【００２０】本願発明者にあっては、ソフトウェアに応
じて多少のフリッカを犠牲にしても多色表示又は多階調
表示を行う必要があるものと、表示色数又は階調数は犠
牲にしてもフリッカのない表示を行う必要があるものこ
とから、ソフトウェアに応じて両者の表示モードを選択
的に表示させることを考えた。この場合、上記のように
それぞれの表示モードに応じて階調電圧が異なる。この
ため、前記図１の実施例のような電圧発生回路によっ
て、２種類の階調電圧の中から１つを選んで出力させる
ことにより、ソフトウェアに応じて最適な表示動作が可
能な液晶表示装置を得ることができるものである。

【００２１】図４には、この発明に係る駆動電圧発生回
路が用いられるカラー液晶表示装置の一実施例の概略要
部ブロック図が示されている。

【００２２】信号線駆動回路は、１ないしｍからなるｍ
本の信号線Ｄ１〜Ｄｍを駆動する機能を持つ。特に制限
されないが、液晶表示パネルＬＣＤの信号線の数ｍが多
数からなる場合には、複数の信号線駆動回路によってｍ
本の信号線が分割されてそれぞれ駆動される。入力端子
Ｄinから画素データをシリアルに取り込みそれをパラレ
ルに出力させる。すなわち、ラッチ回路ＦＦ１ないしＦ
Ｆｍは、シリアル／パラレル変換機能を持つシフトレジ
スタ＆ラッチを構成するものである。このシフトレジス
タ＆ラッチに入力されるデータＤinは、１画素当たり３
ビットから構成される。すなわち、８階調電圧に対応し
た表示データとされる。

【００２３】ラッチ回路ＦＦ１ないしＦＦｍに保持され
た画素データは、図示しないデコーダによってデコード
され、１画素当たり通りの選択信号に変換されてパラレ
ルにレベルシフタＬＳ１ないしＬＳｍに伝えられる。レ
ベルシフタＬＳ１ないしＬＳｍは、駆動電圧発生回路に
より形成された駆動電圧（階調電圧）Ｖ０ないしＶ７を
上記入力された画素データに対応して選択的に出力させ
るスイッチＭＯＳＦＥＴＱ１〜Ｑ３等の制御信号を形成
する。

【００２４】上記シフトレジスタ＆ラッチを構成するラ
ッチ回路ＦＦ１ないしＦＦｍは、特に制限されないが、
約５Ｖのような電源電圧を受けて動作するようにされる
ため、約５Ｖのようなハイレベルと、０Ｖのようなロウ
レベルからなる信号を出力する。これに対して、液晶表
示パネルに供給される駆動電圧Ｖ０ないしＶ７は比較的
高いレベルにされる。それ故、上記のようなレベル（５
Ｖ、０Ｖ）では、スイッチＭＯＳＦＥＴＱ１〜Ｑ３等を
オン状態やオフ状態にすることができない場合があるの
で、レベルシフタＬＳ１ないしＬＳｍによりそれに見合
ったレベルにレベル変換される。

【００２５】代表として例示的に示されているスイッチ
ＭＯＳＦＥＴＱ１ないしＱ３は、１つの信号線Ｄ１に対
応した単位の駆動回路を構成し、前記の駆動電圧発生回
路により形成された駆動電圧（階調電圧）Ｖ０ないしＶ
７の中から１つを選んで信号線Ｄ１に伝える。それ故、
上記スイッチＭＯＳＦＥＴＱ１〜Ｑ３等は、必要に応じ
てＣＭＯＳスイッチから構成されてもよい。他の信号線
Ｄ２〜Ｄｍに対しても、同時にパラレルに画素データに
対応した駆動電圧が出力される。

【００２６】同図において、液晶パネルの左側に、１つ
の走査線駆動回路が配置されている。この走査線駆動回
路は、液晶パネルの横方向に延長される走査線を順次選
択する。アクティブマトリックス構成の液晶パネルで
は、上記走査線によりＴＦＴトランジスタの選択が行わ
れる。これにより、信号線Ｄ１ないしＤｍからパラレル
に伝えられた上記の各駆動電圧は、選択された走査線に
対応した液晶画素に書き込まれる。液晶の各画素は、等
価的にキャパシタとして作用し、上記書き込まれた駆動
電圧を次の駆動電圧が書き込まれるまで保持する。

【００２７】カラー表示においては、各信号Ｄ１〜Ｄｍ
に対応して縦ストライプ状のカラーフィルタが設けられ
る。この構成では、各信号線と色データが一対一に対応
しているでデータの書き込みが簡単にできる。

【００２８】液晶パネルに形成される各画素に設けられ
るカラーフィルタが格子状にされる場合、走査線の選択
アドレスに応じて信号線に供給されるカラーデータが異
なるから、カラーデータの入力の際に上記カラーフィル
タの配置に併せてカラーデータの並べは変えを行うよう
にすればよい。カラーフィルタの配置を規則的に行うよ
うにすれば、比較的簡単なデータ変換回路により上記デ
ータの並べ変えを行うことができる。

【００２９】上記の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、（１）電圧発生回路において単純な階調表示用の階調
電圧と、ＦＲＣ用の階調電圧を発生させておき、出力選
択回路によって表示モードに応じた階調電圧を出力させ
るようにすることによって、ソフトウェアに対応した複
数種類の表示モードを実現できるという効果が得られ
る。

【００３０】（２）出力選択回路として、表示モード
に対応した選択信号によって１つ種類の階調電圧を選択
し、中点電圧を基準にして正電圧と負電圧を形成する加
減算回路により正電圧と負電圧を形成しておき、交流化
信号によってフレーム毎に正電圧と負電圧を切り替えて
出力させることにより、液晶表示パネルの信号線に階調
データに応じた階調電圧を供給する駆動用のスイッチ回
路が正書き込み用と負書き込み用に共用できるから回路
の簡素化が可能になるという効果が得られる。

【００３１】以上本発明者よりなされた発明を実施例に
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変更可能であることはいうまでもない。例えば、図１
において、アナログスイッチ１の選択信号Ｓは、ソフト
ウェア的に設定されるもの他、スイッチ等のような機械
的な手段により切り替えを行うようにするものであって
もよい。液晶パネルは、モノクロ多階調表示のものであ
ってもよい。階調数は、前記のように８階調の他に４階
調を用いるもの等種々の実施形態を採ることができる。
抵抗回路によって、正書き込み用の階調電圧と負書き込
み用の階調電圧を作っておいて、マルチプレクサにより
表示モードに対応したものを交流化信号により交互に信
号線駆動用のスイッチＭＯＳＦＥＴ等に供給するもので
あってもよい。この発明は、液晶駆動回路として広く利
用できる。

【００３２】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、電圧発生回路において単純
な階調表示用の階調電圧と、ＦＲＣ用の階調電圧を発生
させておき、出力選択回路によって表示モードに応じた
階調電圧を出力させるようにすることによって、ソフト
ウェアに対応した複数種類の表示モードを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る液晶駆動回路に用いられる駆動
電圧発生回路の一実施例を示すブロック図である。

【図２】通常の５１２色表示に対応した液晶の階調電圧
と輝度出力の関係を示すノーマリホワイトの特性図であ
る。

【図３】１／２のＦＲＣによる４０９６色表示に対応し
た液晶の階調電圧と輝度出力の関係を示すノーマリホワ
イトの特性図である。

【図４】この発明に係る駆動電圧発生回路が用いられる
カラー液晶表示装置の一実施例を示す概略ブロック図で
ある。

【符号の説明】

ＦＦ１〜ＦＦｍ…シフトレジスタ＆ラッチ、ＬＳ１〜Ｌ
Ｓｍ…レベルシフタ、Ｑ１〜Ｑ３…スイッチＭＯＳＦＥ
Ｔ、Ｇ１〜Ｇ４８０…走査線電極、Ｄ１〜Ｄｍ…信号線
電極。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数種類の表示モードに対応した複数種
類の階調電圧を発生させる電圧発生回路と、上記複数種
類の階調電圧の中の１つを選んで出力させる出力選択回
路とを備えてなることを特徴とする液晶駆動回路。
【請求項２】上記出力選択回路は、表示モードに対応
した選択信号によって上記複数種類の中の１つ種類の階
調電圧を選択する第１のアナログマルチプレクサと、こ
のアナログマルチプレクサの出力信号を受けて中点電圧
を基準にして正電圧と負電圧を形成する加減算回路と、
上記加減算回路の出力電圧を交流信号によってフレーム
毎に切り替える第２のマルチプレクサとを含むことを特
徴とする請求項１の液晶駆動回路。
【請求項３】上記複数種類の階調電圧の中の１つの種
類の階調電圧は、１／２ＦＲＣ方式により階調電圧の２
倍の階調表示を行うためのものであることを特徴とする
請求項１又は請求項２の液晶駆動回路。